FR2701549A1 - Rotating air-conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un ensemble de climatisation pouvant refroidir ou réchauffer l'air d'un local, ensemble disposé dans une ouverture dudit local. Cet unique ensemble permet à lui seul d'assurer l'été un refroidissement dudit local et l'hiver son chauffage, par exemple dans le cas ou le local est assimilé à un habitacle. The present invention relates to an air conditioning assembly capable of cooling or heating the air in a room, an assembly arranged in an opening of said room. This single assembly alone allows cooling of said room in summer and heating in winter, for example in the case where the room is assimilated to a passenger compartment.
Plusieurs dispositifs de climatisation connus et utilisés jusqu'à ce jour comportent un groupe frigorifique à compression d'un gaz C.F.C., H.C.F.C, H.F.C. Several air conditioning devices known and used to date include a refrigeration unit with compression of a gas C.F.C., H.C.F.C, H.F.C.
tel que le flux d'air sortant de l'évaporateur est dirigé vers l'habitacle pendant l'été; pendant l'hiver, on inverse la circulation du gaz. Ces systèmes ont des rendements intéressant à des températures moyennes, le rendement pour la production de froid diminue quand les températures extérieures sont supérieures à 40"C ainsi que quand la " source chaude" est à une température inférieure à 5 C. Le plus souvent dans ces dispositifs le chauffage est assuré par des résistances électriques fonctionnant devant le ventilateur.such that the air flow leaving the evaporator is directed towards the passenger compartment during the summer; during winter, the gas flow is reversed. These systems have interesting yields at average temperatures, the yield for the production of cold decreases when the outside temperatures are higher than 40 "C as well as when the" hot source "is at a temperature lower than 5 C. Most often in these devices are heated by electric resistors operating in front of the fan.
Avec d'autres dispositifs de climatisation, le refroidissement léger d'un habitacle est obtenu par évaporation d'eau dans un échangeur du fait de la différence de température entre le bulbe humide et le bulbe sec du lieu. With other air conditioning devices, the slight cooling of a passenger compartment is obtained by evaporation of water in an exchanger due to the temperature difference between the wet bulb and the dry bulb of the place.
Généralement dans ces dispositifs, ces deux fonctions permettant le refroidissement et le chauffage sont en fait deux systèmes différents qui assurent fété le refroidissement et priver le chauffage. Generally in these devices, these two functions allowing cooling and heating are in fact two different systems which provide cooling and deprive heating.
L'ensemble de ces dispositifs existants utilise l'électricité comme source d'énergie, ce qui par rapport à énergie primaire, contraint à tenir compte du rendement des centrales thermiques dont le rendement est inférieur à 40%. All of these existing devices use electricity as an energy source, which compared to primary energy, means taking into account the efficiency of thermal power plants whose efficiency is less than 40%.
La présente invention a pour objet de remédier à ces différents inconvénients et particulièrement d'annihiler la staticité générale de tous dispositifs de climatisation classiques et présente un ensemble de climatisation caractérisé en ce qu'il est disposé dans une ouverture d'une paroi d'un local clos de telle sorte qu'il puisse chauffer etl ou refroidir l'intérieur dudit local clos et en ce qu'il puisse pivoter autour d'un axe de façon à chauffer et/ ou refroidir l'intérieur dudit local clos. The object of the present invention is to remedy these various drawbacks and in particular to annihilate the general staticity of all conventional air conditioning devices and presents an air conditioning assembly characterized in that it is disposed in an opening of a wall of a enclosed space so that it can heat and / or cool the interior of said enclosed space and in that it can pivot about an axis so as to heat and / or cool the interior of said enclosed space.
De façon préférentielle ledit ensemble est solidaire d'une plaque isolante comportant un axe central destiné à pouvoir faire pivoter ledit ensemble d'un angle de 180 , la dite plaque pouvant supporter une température supérieure à 250 OC
Selon la disposition dudit ensemble, l'axe central peut être horizontal ou vertical.Preferably, said assembly is integral with an insulating plate having a central axis intended to be able to rotate said assembly by an angle of 180, said plate being able to withstand a temperature above 250 OC
Depending on the arrangement of said assembly, the central axis can be horizontal or vertical.
De façon préférentielle, le dit ensemble de climatisation est constitué d':
- au moins un ventilateur
- au moins un évaporateur
- au moins un ensemble contenant un moyen de chauffage
- au moins un condenseur
- des moyens de liaison entre l'ensemble et l'évaporateur et
l'ensemble et le condenseur
- au moins un moyen de gestion de température et de puissance
Selon le mode préférentiel de réalisation de l'invention ladite plaque est montée dans la paroi dudit local de façon étanche.Preferably, said air conditioning assembly consists of:
- at least one fan
- at least one evaporator
- at least one assembly containing a heating means
- at least one condenser
- connecting means between the assembly and the evaporator and
the assembly and the condenser
- at least one temperature and power management means
According to the preferred embodiment of the invention, said plate is mounted in the wall of said room in a sealed manner.
De façon préférentielle ledit ensemble contenant un moyen de chauffage contient de la zéolithe. Preferably, said assembly containing a heating means contains zeolite.
Lorsque le dispositif comporte deux ensembles contenant un moyen de chauffage, ceux-ci fonctionnent alternativement. When the device comprises two assemblies containing a heating means, these operate alternately.
De façon avantageuse, le dispositif de climatisation peut fonctionner avec des systèmes énergétiques à bas niveaux (80 à 300 "C), L'énergie utilisée pouvant être de rélectricité, mais aussi un combustible liquide ou gazeux. Dans ce dernier cas les fumées devront être rejetées à l'extérieur du local. Advantageously, the air conditioning device can operate with low-level energy systems (80 to 300 "C). The energy used can be electricity, but also a liquid or gaseous fuel. In the latter case, the fumes must be rejected outside the premises.
Les autres caractéristiques et avantages de l'invention résulteront de la description qui suit en références aux figures suivantes:
- La figure 1 est une représentation schématique de l'ensemble de climatisation de l'invention qui fonctionne avec deux ensembles contenant un moyen de chauffage, et
- la figure 2 est une représentation schématique de l'ensemble de climatisation qui fonctionne avec un seul ensemble contenant un moyen de chauffage.The other characteristics and advantages of the invention will result from the following description with reference to the following figures:
FIG. 1 is a schematic representation of the air conditioning assembly of the invention which operates with two assemblies containing a heating means, and
- Figure 2 is a schematic representation of the air conditioning assembly which operates with a single assembly containing a heating means.
Selon la figure 1, ledit ensemble de climatisation est constitué de deux ventilateur (10), (20), un évaporateur (11), deux réacteurs (21), (22) contenant de la zéolithe, ayant chacun un moyen de chauffage indépendant, un condenseur (23). According to FIG. 1, said air conditioning assembly consists of two fans (10), (20), an evaporator (11), two reactors (21), (22) containing zeolite, each having an independent heating means, a condenser (23).
Ledit ensemble est inséré dans un mur ou paroi (3). n est solidaire d'une plaque (1) destinée à supporter ledit ensemble. La plaque assure également l'isolement thermique entre les zones (A) et (B).Said assembly is inserted into a wall or wall (3). n is integral with a plate (1) intended to support said assembly. The plate also provides thermal insulation between zones (A) and (B).
Cette plaque (1) est de plus disposée sur un mur ou une paroi (3) de façon étanche au moyen de joints (5) en extrémité de la plaque (1). La plaque (1) est munie d'un axe central (2) qui permet une rotation de 1800 dudit ensemble. Cet axe (2) peut être vertical ou horizontal, la mise en place des éléments dépendant de ce choix; cependant ce choix ne change en rien les possibilités de fonctionnement dudit ensemble. This plate (1) is moreover arranged on a wall or a wall (3) in a sealed manner by means of seals (5) at the end of the plate (1). The plate (1) is provided with a central axis (2) which allows a rotation of 1800 of said assembly. This axis (2) can be vertical or horizontal, the positioning of the elements depending on this choice; however, this choice does not in any way change the possibilities of operation of said assembly.
Du côté de la zone (A) sont disposés le ventilateur (10) et l'évaporateur (11) contenant de l'eau. Deux canalisations (12) et (34) permettent une liaison entre l'évaporateur (11) et les réacteurs (21) et (22) respectivement qui contiennent, comme dit plus haut de la zéolithe. Sur la canalisation (12) est disposée une vanne (26) ainsi que sur la canalisation (34) à la référence (36). On the side of the zone (A) are arranged the fan (10) and the evaporator (11) containing water. Two pipes (12) and (34) allow a connection between the evaporator (11) and the reactors (21) and (22) respectively which contain, as said above zeolite. On the pipe (12) is arranged a valve (26) as well as on the pipe (34) to the reference (36).
Du côté de la zone (B) sont disposés le ventilateur (20), les réacteurs (21), (22), le condenseur (23). Les réacteurs (21), (22) sont reliés entre eux via le condenseur (23) par une canalisation (30) comportant deux vannes (27a), (27b) disposées en amont et en aval du condenseur (23). On the side of the zone (B) are arranged the fan (20), the reactors (21), (22), the condenser (23). The reactors (21), (22) are interconnected via the condenser (23) by a pipe (30) comprising two valves (27a), (27b) arranged upstream and downstream of the condenser (23).
Ces ensembles ou réacteurs (21), (22) correspondent et fonctionnent suivant le brevet FR 2 544 842 qui concerne un dispositif de chauffage continu à adsorption, désorption et condensation ainsi que suivant la demande FR 90 09907 du 02.08.1990, structure particulière d'accélération de la vitesse de réactivité de la zéolithe et procédé de dépôt sur ladite structure, ces derniers seront nommés "réacteurs rapides". These assemblies or reactors (21), (22) correspond and operate according to patent FR 2 544 842 which relates to a continuous heating device with adsorption, desorption and condensation as well as according to the request FR 90 09907 of 02.08.1990, specific structure d accelerating the speed of reactivity of the zeolite and deposition process on said structure, the latter will be called "fast reactors".
Les réacteurs (21), (22) sont reliés à une pompe à vide (6) par deux canalisations (31) et (32) munies chacune des vannes (3 la) et (32a). La pompe (6) est mise en fonctionnement quand la pression des gaz incondensables dans un des deux réacteurs est supérieure à 10-2 millimétre de mercure (Torr). Le condenseur (23) est relié à l'évaporateur (11) directement par une canalisation (35) sur laquelle est disposée une vanne (28). The reactors (21), (22) are connected to a vacuum pump (6) by two pipes (31) and (32) each provided with valves (3 la) and (32a). The pump (6) is put into operation when the pressure of the incondensable gases in one of the two reactors is greater than 10-2 millimeter of mercury (Torr). The condenser (23) is connected to the evaporator (11) directly by a pipe (35) on which a valve (28) is arranged.
Une pompe péristaltique (4) est disposée sur la canalisation (35) de façon à assurer le retour de l'eau condensée vers l'évaporateur (11) permettant ainsi de maintenir un niveau suffisant d'eau, lors de la production de froid ou de chaud. A peristaltic pump (4) is arranged on the pipe (35) so as to ensure the return of the condensed water to the evaporator (11) thus making it possible to maintain a sufficient level of water, during the production of cold or hot.
Un moyen de gestion électronique ou autre de température et de pression (25) tient en mémoire rétat complet de l'ensemble de climatisation au fùr et à mesure de son avancement. n est relié au réacteur (22), à l'axe central (2) de l'ensemble, à la pompe péristaltique (4), à la vanne (28), à la pompe à vide (6), et au vannes (3 la) et (32a). An electronic or other temperature and pressure management means (25) keeps in memory the complete state of the air conditioning assembly at the end and as it progresses. n is connected to the reactor (22), to the central axis (2) of the assembly, to the peristaltic pump (4), to the valve (28), to the vacuum pump (6), and to the valves ( 3 la) and (32a).
Selon la figure (2), ledit ensemble de climatisation est constitué de deux ventilateurs (10) et (20), un svaporateur (11), un réacteur (21) contenant de la zéolithe muni d'un moyen de chauffage, un condenseur (23). Ledit ensemble est comme dans le cas de la figure (1), inséré dans un mur ou paroi (3). I1 est solidaire d'une plaque (1) présentant des joints pour assurer une étanchéité avec la paroi (3) et entre les zones (A) et (13). La plaque (1) présente aussi un axe central (2) qui permet une rotation à 1800 dudit ensemble, axe qui peut être horizontal ou vertical (voir plus haut). According to FIG. (2), said air conditioning assembly consists of two fans (10) and (20), a evaporator (11), a reactor (21) containing zeolite provided with a heating means, a condenser ( 23). Said assembly is as in the case of FIG. (1), inserted into a wall or wall (3). I1 is integral with a plate (1) having seals to ensure a seal with the wall (3) and between the zones (A) and (13). The plate (1) also has a central axis (2) which allows rotation of said assembly at 1800, an axis which can be horizontal or vertical (see above).
Du côté de la zone (A) sont disposé le ventilateur (10) et l'évaporateur (11) contenant de liteau. Une canalisation(12) relie l'évaporateur (11) au réacteur (21). On the side of the zone (A) are arranged the fan (10) and the evaporator (11) containing the batten. A pipe (12) connects the evaporator (11) to the reactor (21).
Sur la canalisation (12) est disposée une vanne (26).On the pipe (12) is arranged a valve (26).
Du côté de la zone 03) sont disposés le ventilateur (20), le réacteur (21) et le condenseur (23). Le réacteur (21) est relié au condenseur (23) par une canalisation (30) comportant une vanne (27a). Le condenseur (23) est relié à l'évaporateur (11) par une canalisation (35) comportant une vanne (28). Le réacteur (21) est également relié à une pompe à vide (6). Concernant le moyen de gestion électronique ou autre (25) il est relié au réacteur (21) et aux autres éléments comme décrits pour la figure (1). On the side of zone 03) are arranged the fan (20), the reactor (21) and the condenser (23). The reactor (21) is connected to the condenser (23) by a pipe (30) comprising a valve (27a). The condenser (23) is connected to the evaporator (11) by a pipe (35) comprising a valve (28). The reactor (21) is also connected to a vacuum pump (6). Concerning the electronic or other management means (25) it is connected to the reactor (21) and to the other elements as described for FIG. (1).
Le dispositif qui vient d'être décrit ci-dessus fonctionne de la manière suivante:
Selon la figure (1), la zone (B), équivalente au local clos, va être chauffée et par conséquent la zone (A) va être refroidie. On alimente en énergie le réacteur (21), c'est à dire qu'il est chauffé soit par une énergie à bas niveaux, soit par de l'électricité. n y a alors régénération de la zéolithe c'est à dire que, I'eau contenue dans la zéolithe se transforme en vapeur et va se condenser dans le condenseur (23); cette condensation dégage de la chaleur, elle est alors envoyée dans la zone (B) par le ventilateur (20). La ventilation maintient la température du condenseur en dessous de 100"C. The device which has just been described above operates in the following manner:
According to figure (1), the zone (B), equivalent to the enclosed room, will be heated and consequently the zone (A) will be cooled. Power is supplied to the reactor (21), that is to say that it is heated either by low-level energy or by electricity. There is then regeneration of the zeolite, that is to say that the water contained in the zeolite is transformed into vapor and will condense in the condenser (23); this condensation gives off heat, it is then sent to the zone (B) by the fan (20). The ventilation keeps the condenser temperature below 100 "C.
Pendant la phase de refroidissement du réacteur (21) les chaleurs latentes contenues dans la zéolithe et le métal support sont renvoyées par le ventilateur (20) vers la zone (B). Dès que la quantité de chaleur nécessaire au chauffage de la zone (B) fournie par la régénération du réacteur (21) devient insuffisante, le réacteur (22) est mis en adsorption et la chaleur dégagée par adsorption de l'eau dans ce réacteur est aussi envoyée dans la zone (B) Pendant ce temps Le ventilateur (10) réchauffe l'évaporateur (I l)pour favoriser Pévaporation de l'eau contenue dans l'évaporateur(l 1). During the cooling phase of the reactor (21) the latent heats contained in the zeolite and the support metal are returned by the fan (20) to the zone (B). As soon as the quantity of heat necessary for heating the zone (B) supplied by the regeneration of the reactor (21) becomes insufficient, the reactor (22) is put in adsorption and the heat released by adsorption of water in this reactor is also sent to zone (B) During this time The fan (10) heats the evaporator (I l) to promote the evaporation of the water contained in the evaporator (l 1).
Quand il manque de l'eau dans l'évaporateur (11), la pompe (4) est mise en fonctionnement de façon à compléter le niveau nécessaire au fonctionnement, cette eau étant prise dans le condenseur (23). When water is lacking in the evaporator (11), the pump (4) is put into operation so as to complete the level necessary for operation, this water being taken up in the condenser (23).
Selon la figure (2) ce dispositif à réacteur rapide, est remarquable car il est capable de chauffer pendant une minute et de refroidir la minute suivante. Le principe de fonctionnement est le même que pour le dispositif de la figure (1) si ce n'est qu'il comporte qu'un seul réacteur (21). Quand cet ensemble est employé en tant que moyen de chauffage, la chaleur latente de la zéolithe et du métal support est utilisée dans la zone (B), ainsi que la chaleur de condensation de l'eau dès que cette chaleur devient insuffisante, la remise en adsorption du réacteur (21) peut poursuivre la production de chaleur nécessaire à la zone (B). n est à remarquer que, quelque soit le temps de la réaction, ce système fonctionne en continu dans le sens du chauffage de la zone (B)
Pour le refroidissement de la zone (A) de la figure (2) la quantité eau refroidie dans l'évaporateur (11) devra être suffisante pour assurer une réserve de froid pour cette utilisation. Pour des puissances frigorifiques importantes il sera nécessaire de prévoir que la partie évaporateur sera maintenue à une température inférieure à 0 C de façon à accumuler de la puissance frigorifique pour pouvoir la fournir pendant la régénération du réacteur (21).According to Figure (2) this fast reactor device is remarkable because it is capable of heating for one minute and cooling the next minute. The operating principle is the same as for the device in FIG. (1) except that it comprises only one reactor (21). When this assembly is used as a heating medium, the latent heat of the zeolite and the supporting metal is used in zone (B), as well as the heat of condensation of the water as soon as this heat becomes insufficient, the discount in adsorption of the reactor (21) can continue the production of heat necessary for the zone (B). It should be noted that, whatever the reaction time, this system operates continuously in the direction of heating the zone (B)
For the cooling of the zone (A) of figure (2) the quantity of water cooled in the evaporator (11) must be sufficient to ensure a reserve of cold for this use. For large cooling powers it will be necessary to provide that the evaporator part will be maintained at a temperature below 0 C so as to accumulate cooling power in order to be able to supply it during the regeneration of the reactor (21).
Pour le maintien du niveau d'eau de l'évaporateur (11), la pompe devra être une pompe à haute pression, car le remplissage sous une température inférieure à 0 C doit se faire sous haute pression de façon à créer une sorte de neige dans 1' évaporateur. To maintain the water level of the evaporator (11), the pump must be a high pressure pump, because filling under a temperature below 0 C must be done under high pressure so as to create a kind of snow in the evaporator.
Si les zones (13) des deux figures sont les zones d'utilisations les ensembles seront pivotés autour de l'axe (2) fonction de la demande de l'utilisateur. If the areas (13) of the two figures are the areas of use, the assemblies will be pivoted around the axis (2) according to the request of the user.
Cependant dans les deux cas, c'est la zone d'utilisation et seulement cette zone qui peut être régulée par le moyen de gestion (25). En aucun cas on ne peut réguler les deux zones (A) et (B).However in both cases, it is the area of use and only this area which can be regulated by the management means (25). In no case can the two zones (A) and (B) be regulated.
Cet ensemble s'il est particulièrement adapté pour le logement, peut aussi être adapté aux véhicules automobiles, aux caravanes, aux bateaux avec ou sans moteur, sans que cette liste puisse être exhaustive car les applications en sont nombreuses et par conséquent non citées ci-dessus. L'énergie utilisable est en résumée toute forme de chaleur dont le niveau se situe au minimum au-dessus de 100 "C. On peut donc utiliser: les capteurs solaires, la biomasse, les combustibles solides, liquides, ou gazeux, l'électricité, la chaleur récupérée sur un pot d'échappement de moteur thermique. This set, if it is particularly suitable for housing, can also be adapted to motor vehicles, caravans, boats with or without a motor, without this list being exhaustive since the applications are numerous and therefore not mentioned above. above. The usable energy is in summary any form of heat whose level is at least above 100 "C. We can therefore use: solar collectors, biomass, solid, liquid or gaseous fuels, electricity , the heat recovered from a heat engine exhaust.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR9301566A FR2701549A1 (en) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | Rotating air-conditioner |
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FR2701549A1 true FR2701549A1 (en) | 1994-08-19 |
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