FR2507230A1 - Profil metallique longitudinal et installation du circuit absorbeur de pompe a chaleur - Google Patents

Abstract

L'INVENTION EST RELATIVE A UN PROFIL METALLIQUE LONGITUDINAL ET UNE INSTALLATION DE CIRCUIT ABSORBEUR DE POMPE A CHALEUR. LE PROFIL METALLIQUE LONGITUDINAL, SELON L'INVENTION, PRESENTERA DES MOYENS DE LIAISON SUR SES BORDS LATERAUX POUR FORMER UN BARDAGE. UN TUBE 4 PARCOURU PAR LE FLUIDE CALOPORTEUR, SERA INSERE DANS UN REPLIAGE ADAPTE 5 DE LA SURFACE DU PROFIL, CE REPLIAGE ETANT COMBINE AVEC LES MOYENS DE LIAISON, LE CONTACT ETROIT ENTRE LE TUBE 4 ET LE REPLIAGE 5 FACILITANT LES ECHANGES THERMIQUES. L'INVENTION TROUVERA NOTAMMENT SON APPLICATION DANS LA CONSTRUCTION D'ELEMENTS DE PAROIS OU DE TOITS DES MAISONS INDIVIDUELLES CHAUFFEES PAR POMPE A CHALEUR.

Description

L'invention est relative à un profil métallique longitudinal et une installation de circuit absorbeur de pompe à chaleur. Elle trouvera notamment son application dans la réalisation de bardages constitués d'un ensemble de profils métalliques ou dans la constitution d'une surface d'échanges thermiques avec l'environnement atmosphérique pour un circuit absorbeur de pompe à chaleur.

Il existe actuellement des profilés métalliques qui présentent des moyens de liaison sur chacun de leurs bords latéraux, ce qui permet de les assembler pour former un bardage. Toutefois, ces profilés obtenus par pliage d'une tale métallique, sont réalisés dans une tôle de relativement forte épaisseur pour offrir une certaine rigidité. Sur le plan fabrication, cela oblige à disposer de plieuses puissantes et, lors du montage , les profilés sont difficiles à manipuler en raison de leur poids.

Il existe également des profilés métalliques réalisés en tôle de plus faible épaisseur qui ont été rigidifiés par soudage d'une ossature métallique sur toute leur longueur. L'échauffement thermique produit lors du soudage provoque une déformation du profilé, ce qui rend sa fabrication délicate.

La réalisation pratique d'une source froide dans la construction des pompes à chaleur destinées au chauffage domestique pose, a l'heure actuelle, encore de nombreux problèmes. La présence d'un cours d'eau à proximité dela pompe à chaleur permet d'utiliser un échangeur eau/eau qui donne de bons résultats en général, mais cette application est con ditionnée par la présence d'un cours d'eau.

La construction d'une réserve d'eau souterraine nécessite un grand volume d'eau pour fonctionner correctement et donc une infrastructure coûteuse qui devra, en général, précéder la construction de la maison.

Un serpentin souterrain peut être disposé dans le sol, ce dernier constituant la réserve de calories. La mise en place de ce serpentin oblige à creuserle sol, relativement profondément, sur une grande surface* ce qui est coûteux et oblige à disposer d'une surface relativement étendue autour de la maison, ce qui limite son utilisation.

I1 existe également des échangeurs air/eau qui se présentent sous la forme de tubes parcourus par le fluide caloporteur, munis d'ailettes qui servent à recueillir les calories prélevées dans l'air ambiant. Ce type d'échangeurs présentent une relativement grande surface pour être efficaces et sont difficiles à situer dans une habitation domestique sous peine d'être inesthétiques.

Le but principal de la présente invention est de présenter un bardage constitué de profils métalliques rigides, cependant réalisés dans de la tôle d'épaisseur relativement peu importante. Ces profils pourront donc être réalisés sur des machines à plier classiques, de relativement faible puissance, et pourront être facilement manipulés grâce à leur faible poids, la rigidité étant comparable auxprofils de forte epaisseur.

Un autre but de la présente invention est de proposer un circuit absorbeur de pompe à chaleur, formant l'échangeur de la source froide qui puisse absorber les calories apportées par le rayonnement solaire, prélever les calories de l'air ambiant par contact thermique avec celuici et, éventuellement, récupérer les calories présentes dans les gouttes de pluie lorsqu'il pleuvra sur la surface de l'échangeur.

L'échangeur se présentera sous la forme d'un bardage métallique qui pourra constituer un élément de paroi ou de toit d'une maison.

L'installation du circuit absorbeur proposée est esthétique et n'occupe aucune place supplémentaire à celle habituellement occupée par les éléments traditionnels d'une habitation. I1 n'est ainsi plus indispensable d'être à proximité d'un cours d'eau ou de disposer d'un jardin important autour de la maison pour l'équiper d'une pompe à chaleur. De plus, la mise en place de l'installation du circuit absorbeur peut se faire sur une paroi déjà existante.

D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de Ia description qui va suivre qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif et qui n a pas pour but de limiter celle-ci.

Le profil métallique longitudinal, destiné à former un bardage par assemblage de plusieurs éléments solidarisés les uns aux autres par leurs bords longitudinaux, ce profil métallique comprenant une âme centrale, des bords longitudinaux, des moyens de liaison entre les profils au niveau de chaque bord, est caractérisé par le fait qu'il présente une zone repliée, un renfort enveloppé dans la zone repliée, dans le sens longitudinal sur sensiblement toute la longueur, le renfort étant en contact étroit avec le profil pour améliorer sa rigidité.

L'invention sera mieux comprise si l'on se réfère à la description ci-dessous ainsi qu'aux dessins en annexe qui en font partie intégrante.

- la figure I schématise à titre d'illustration de l'invention un mode de réalisation possible de la section du profil métallique longitudinal, - la figure 2 schématise une installation de circuit absorbeur de pompe à chaleur selon l'invention.

Le profil métallique longitudinal est constitué d'une âme centrale I munie sur chacun de ses côtés longitudinaux d'un bord 2 et 3 repré senté à la figure 1. Les bords longitudinaux 2 et 3 seront équipés de moyens de liaison qui permettront de solidariser plusieurs profils juxtaposés, pour former un bardage.

Le profil sera réalisé à partir d'une bande de tôle pliée dans une machine à galets de type classique. Selon l'invention, le profil sera rigidifié par l'intermédiaire d'un renfort 4 qui sera maintenu solidement par une zone repliée 5 de la surface du profil. Le renfort 4 sera disposé longitudinalement sur sensiblement toute la longueur du profil. La zone repliée 5 sera en contact étroit avec le renfort 4 pour améliorer la rigidité de l'ensemble.

La zone repliée 5 enveloppant le renfort 4 peut être réalisée dans l'âme centrale 1 ou, comme dans le cas de la figure > dans l'un des bords 2 ou 3. Le renfort 4 présentera avantageusement une bonne rigidité pour un poids relativement faible. La section du renfort 4 pourra être quelconque mais dans un mode préférentiel de réalisation, une section tubulaire sera adoptée. En effet, le tube présente un moment d'inertie important, constant quelle que soit la direction perpendiculaire à son axe tout en ayant un poids relativement faible grâce à son évidement intérieur. De plus, la forme cylindrique du tube est relativement facile à envelopper par l'intermédiaire d'une zone repliée 5, en forme de boucle longitudinale. Le tube de renfort 4 pourra être réalisé dans tout matériau approprié tel que, par exemple l'acier ou l'aluminium.

Le profil de l'invention sera équipé de moyens de liaison sur chacun de ses bords 2 et 3. Dans le mode préférentiel de conception qui a été adopté, les moyens de liaison se présenteront sous la forme d'une boucle saillante 5 dans l'un des bords longitudinaux rabattus 3 du profile et d'une boucle intérieure 6 dans l'autre bord longitudinal rabattu 2, la boucle intérieure 6 étant de dimension telle que la boucle saillante 7 du profil voisin 8 puisse venir se clipser à l'inte- rieur. I1 sera ainsi possible d'emboîter par clipsage les différents profils juxtaposés, pour former un bardage.

I1 sera avantageux de combiner la boucle, de la zone repliée, destinée à envelopper le renfort 4, avec la boucle 5 saillante destinée au clipsage,' des moyens de liaison. Comme il était représenté à la figure 1, le renfort 4 sera enveloppé sur sensiblement toute sa surface par une zone repliée 5 formant une boucle sur toute la longueur du profil, cette boucle saillante 5 venant s'emboîter par clipsage dans la boucle intérieure 9 du profil voisin. Accessoirementt le tube 4 pourra former une gaine qui servira au passage par exemple de câble électrique.

Le profil tel que décrit, pourra être utilisé pour former une paroi légère maiarigide, et devra être fixé dans le sol de façon approprié. Mais, le bardage ainsi constitués en raison de sa nature métallique offre une mauvaise isolation athermique, aussi un mode d'utilisation préférentiel est donné à la figure 1. Le bardage constitué de profils selon l'invention est destiné à couvrir et protéger une paroi 10 réalisée par exemple en béton crépi ou agglos. Le bardage assurera la protection mécanique de la paroi 10 et en renforcera l'isolation thermique. Cette isolation thermique pourra avantageusement être renforcée par la mise en place d'un matelas 11 de matériau. isolant tel que la laine de verre ou de préférence du polystyrène expansé, entre les profils du bardage et la paroi 10. Le bardage pourra être fixé directement sur la paroi 10 par tout moyen approprié.En particulier, le profil de l'invention pourra avantageusement être équipé d'une patte rabattue 12, située à la partie extreme d'un bord 3, cette patte 12 étant repliée vers l'extérieur du profil parallelement à l'rame centrale 1, comme représenté à la figure 1. Cette patte 12 pourra être percée et des vis 13 positionnées dans ces perçages assureront la fixation du profil dans la paroi 10 par l'intermédiaire d'une cheville 14. Il sera préférable que la patte 12 ne soit pas en contact direct avec la paroi 10 et que la cheville 14 soit réalisée dans une matière mauvaise conductrice de la chaleur, pour ne pas réaliser de pont thermique entre le profil et la paroi 10. Pour cela, le matelas isolant 11 pourra déborder entre la patte 12 et la paroi 10.

La figure 2 schématise une installation de circuit absorbeur de pompe à chaleur, formant la source froide plus spécialement conçue pour les applications domestiques. La source froide est chargée de récupérer des calories dans l'environnement au moyen d'un échangeur de type air/eau > objet de l'invention, ces calories étant ensuite récupérées dans un second échangeur du type eau/eau qui constitue le circuit détendeur de la pompe a chaleur.Le circuit sera ainsi constitué d'un échangeur, absorbant les calories de l'environnement, parcouru par un fluide caloporteur, qui peut être de l'eau glyeolée, le fluide etant entraîné par une pompe de circulation, puis les calories sont récupérées par un second échangeur placé en série, qui constitue le circuit de détente de la pompe à chialeur, le fluide déchargé d'une partie de ses calories est ensuite redirigé vers l'échangeur absorbeur de calories. Un réservoir de stockage du fluide caloporteur et uneboucle de dérivation de l'échangeur absorbeur de chaleur peuvent être réalisés, ce qui permettra de bénéficier des apports momentanés surabondants de calories.

L'installation de circuit absorbeur d'une pompe à chaleur doit être constituée, comme schématisée à la figure 2, d'une canalisation 15, d'amenez du fluide caloporteur, alimentant une pluralité de tubes 16 par l'intermédiaire d'un distributeur 17, ces tubes 16 devant absorber les calories de leur environnement, le fluide caloporteur est chauffé durant leur passage dans des tubes 16, étant ensuite regroupées au niveau d'un collecteur 18 puis redirigées vers le détendeur de la pompe à chaleur par l'intermédiaire d'une canalisation 19. Pour améliorer les échanges thermiques entre l'environnement et les tubes 16, ces derniers devront présenter avantageusement une grande surface d'échange.

Aussi, afin de ne pas limiter cette surface d'échange, à la surface périphérique de chaque tube 16, ceux-ci seront avantageusement équipés d'un radiateur se présentant sous la forme d'un profil métallique 20.

Chaque profil 20 sera serti autour d'un tube 16, en l'enveloppant de façon étroite afin d'assurer un bon contact athermique, sur sensiblement toute sa longueur. Chaque profil 20 pourra avantageusement se présenter sous la forme d'une âme centrale plane présentant un dispositif de liaison le long de chaque bordure longitudinale. Il sera ainsi possible d'assembler les différents profils côte à côte pour former une surface plane.

Dans un mode préférentiel de réalisation, les profils seront de section analogue à ceux decrits précédemments à la figure 1, les tubes 16 constituant les renforts 4 parcourus par le fluide caloporteur. La constitution d'une installation de circuit absorbeur de pompe à chaleur, sous la forme d'un bardage, présente de nombreux intérêts. Entre-autres, ils peuvent constituer un élément de paroi ou du toit de la maison. Outre leur rôle absorbeur de chaleur, ils constituent une isolation de la paroi qu'ils recouvrent. L'absorbeur récupère non seulement les calories présentes dans l'air par contact thermique, mais également la chaleur des gouttes de pluie, lorsqu'il pleut sur leur surface et, de surcroît, ils peuvent absorber l'énergie du rayonnement solaire lorsqu'ils sont exposés au soleil.

Dans l'exemple choisi, les tubes 16 sont alimentés en parallèle par le fluide caloporteur, une disposition en série aurait pu être adaptée sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. Les dimensions et le nombre de profils 20 seront adoptés selon les besoins en calories.

Il serait également possible de se servir du profil de l'invention pour constituer un bardage capteur solaire analogue à l'installation de circuit absorbeur de pompe à chaleur, mais dans la version capteur-solaire, il serait préférable de couvrir le bardage d'un vitrage afin de limiter les échanges thermiques par convexion.

Le mode de réalisation qui vient d'être décrit ici n' est donné qu'à titre indicatif, et d'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, pourraient être adoptées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci.

Claims (9)

Revendications

1. Profil métallique longitudinal, destiné à former un bardage par assemblage de plusieurs éléments solidarisés les uns aux autres par leurs bords longitudinaux, ce profil métallique comprenant une âme centrale, des bords longitudinaux, des moyens de liaison entre les profils au niveau de chaque bord, caractérisé par le fait qu'il présente une zone repliée un renfort enveloppé dans la zone repliée, dans le sens longitudinal sur sensiblement toute la longueur, le renfort étant en contact étroit avec le profil pour améliorer sa rigidité.

2. Profil métallique longitudinal selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le renfort est en contact avec la zone repliée sur sensiblement toute sa surface extérieure.

3. Profil métallique .longitudinal, selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que le renfort se présente sous la forme d'un tube (4).

4. Profil métallique longitudinal selon les revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens de liaison se présentent sous la forme d'une boucle saillante (5) dans l'un des bords longitudinaux rabattus (3) du profil, et d'une boucle intérieure (6) dans l'autre bord longitudinal rabattu (2), cette boucle intérieure (6) étant de dimension telle que la boucle saillante (7) du profil voisin (8) puisse venir se clipser à l'intérieur.

5. Profil métallique longitudinal selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le tube (4) est emmanché serré dans la boucle saillante (5) du bord longitudinal (3) du profil.

6. Installation de circuit absorbeur de pompe à chialeur, constituée d'une série de tubes rectilignes parcourus par le fluide caloporteur à réchauffer selon la revendication 3 caractérisée par le fait que ces tubes (16) sont équipés de radiateurs (20) qui se présentent sous la forme de profils métalliques longitudinaux présentant un repliage enveloppant étroitement la surface extérieure de chaque tube sur sensiblement toute leur longueur.

7. Installation de circuit absorbeur de pompe à chaleur selon la revendication 6, caractérisée par le fait que les radiateurs (20), en forme de profils métalliques longitudinaux, présentent sur chacune de leurs bordures longitudinales, un dispositif de liaison qui permet de solidariser les radiateurs juxtaposés pour former un bardage.

8. Installation de circuit absorbeur de pompe à chaleur selon la revendication 7, caractérisée par le fait que le profil longitudinal constituant le radiateur (20) a ses bords longitudinaux rabattus dans lesquels le dispositif de saison se présente sous la forme d'une boucle saillante longitudinale dans l'un des bords et d'une boucle longitudinale intérieure dans l'autre bord, dont les dimensions permettent un clipsage de la boucle saillante du profil voisin, à l'intérieur.

9. Installation de circuit absorbeur de pompe à chaleur selon la revendication 8 caractérisée par le fait que les tubes(16) sont insérés étroitement dans les boucles saillantes des profils en contact sur sensiblement toute leur surface extérieure pour faciliter les échanges thermiques.