FR2927152A1 - Dispositif de transfert de chaleur comprenant une enceinte pre-equipee. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de transfert de chaleur comprenant un capteur solaire (209), un capteur atmosphérique (210) et un clapet (212) montés en série de façon à former une boucle (211), et une enceinte pré-équipée (200) qui présente un fond et une paroi essentiellement cylindrique (2001) traversée par quatre moyens de raccordement (R1, R2, R3, R4) à ladite boucle et à des moyens de chauffage (217, 217') d'un milieu à réchauffer, ladite enceinte pré-équipée (200) logeant une pompe à chaleur, deux vannes trois voies (204, 205) et deux moyens de mise en circulation d'un fluide (207, 208), présentant des moyens de solidarisation de la pompe à chaleur, desdites vannes (204, 205) et desdits moyens de mise en circulation (207, 208), ainsi qu'une extrémité ouverte qui présente des moyens de solidarisation aptes à coopérer avec des moyens de solidarisation de forme complémentaire prévus sur des moyens d'obturation de ladite extrémité ouverte.

Description

Dispositif de transfert de chaleur comprenant une enceinte pré-équipée 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui des dispositifs de transfert de chaleur. Plus précisément, l'invention concerne un tel dispositif qui comprend des capteurs solaires et des capteurs atmosphériques. 2. Art antérieur Diverses technologies ont été proposées dans le but de réduire la consommation en énergie requise pour le chauffage de l'eau ou de l'air. Notamment, différents types de capteurs solaires thermiques ont été proposés de façon à convertir le rayonnement solaire en chaleur. Différents types de capteurs atmosphériques ont également été proposés de façon à récupérer la chaleur de l'air et à la transférer à un milieu à chauffer. Il a par exemple été proposé des systèmes de production d'eau chaude sanitaire consistant à coupler un ballon d'eau chaude à un ou plusieurs capteurs solaires et atmosphériques. Plus précisément, un tel système intègre une pompe à chaleur et est susceptible de fonctionner selon deux modes. Lorsque le rayonnement solaire est suffisant pour permettre de produire une eau chaude à la température souhaitée, seul le capteur solaire est mis en oeuvre. Dès que le rayonnement solaire est insuffisant pour produire de l'eau à la température souhaitée, les capteurs solaire et atmosphérique et la pompe à chaleur sont mis en oeuvre. Une installation de ce type est décrite dans la demande de brevet publié sous le numéro FR 2 896 858 déposée au nom de Jaques Bernier. La figure 1 illustre une installation de transfert de chaleur telle qu'elle est décrite dans cette demande de brevet. Une telle installation est particulièrement avantageuse en ce sens que sa mise en oeuvre conduit à réaliser des économies non négligeables en terme de consommation en énergie électrique requise pour la production d'eau chaude sanitaire. 3. Inconvénients de l'art antérieur Toutefois, tel que cela apparaît sur cette figure 1, une telle installation de transfert de chaleur présente une architecture complexe. En effet, la mise en place d'une telle installation au sein d'un bâtiment nécessite une succession d'étapes longues et complexes.

Dans un premier temps, un installateur doit disposer les éléments constitutifs de la pompe à chaleur 20 (l'évaporateur 21, le compresseur 22, le condenseur 23) dans un endroit choisi du bâtiment et procéder à leur interconnexion. Les capteurs solaire 10 et atmosphérique 11 sont ensuite solidarisés par exemple sur la toiture du bâtiment. L'installateur les monte en série avec un clapet de façon à former une boucle. Il relie ensuite un point d'entrée de cette boucle à l'entrée de l'évaporateur 21 au moyen d'un tuyau. La sortie de l'évaporateur 21 est ensuite reliée par un tuyau à un circulateur 25 qui est lui-même relié par un tuyau à un autre point d'entrée de la boucle. L'installateur intercale un élément de déviation sur le tuyau reliant le circulateur 25 à la boucle puis le relie à une vanne trois voies 28. Il relie également cette vanne trois voies 28 à la sortie du condenseur 23 et à l'entrée du circulateur 27. Le circulateur 27 est ensuite relié à l'entrée de l'échangeur 31 du chauffe-eau 30. L'installateur doit encore relier la sortie de l'échangeur 31 à l'entrée du condenseur 23 ainsi qu'un vase d'expansion 26 sur le tuyau joignant la sortie de condenseur 23 et la vanne 28. Puis il doit relié par un tuyau la sortie de l'échangeur 31 à la boucle. Dès lors, on comprend que la mise en place d'une telle installation est particulièrement complexe. En effet, elle nécessite la manipulation et le raccordement d'une multitude de composants avec de nombreux tuyaux.

Un inconvénient de cette technique est donc qu'elle est particulièrement délicate à mettre en oeuvre. Du fait de la complexité inhérente au montage d'un tel dispositif, il peut accidentellement arriver que des erreurs soient commises au cours du montage. Lorsque cela arrive, il est nécessaire de rechercher où ont été commises les erreurs de montage et de procéder à un démontage partiel puis à un remontage de façon telle que l'installation soit opérationnelle. Cette complexité de montage impose également bien souvent le recours à une main d'oeuvre qualifiée ou de former une main d'oeuvre non encore qualifiée, ce qui représente un poste de coûts importants. Un autre inconvénient de ce type de dispositif est lié au fait que les éléments qui le constituent sont éparpillés ce qui peut rendre les opérations de maintenance difficiles, longues et donc coûteuses. La complexité de montage et d'entretien d'une telle installation peut ainsi dissuader certains distributeurs ou installateurs de les commercialiser ou de les mettre en place. En outre, le temps nécessaire au montage et à la maintenance d'une telle installation peut être relativement long. On observe ainsi que le coût des installations de transfert de chaleur de ce type est relativement élevé. Par ailleurs, ce type d'installation s'intègre relativement mal dans les bâtiments du fait qu'elles sont assez encombrantes et peu esthétiques. Tous ces inconvénients tendent à dissuader certains acquéreurs potentiels d'investir dans de telles installations malgré l'intérêt qu'elles suscitent de nos jours notamment sur un plan écologique. 4. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir un dispositif de transfert de chaleur à capteur solaire et atmosphérique qui soit facile à installer. Un autre objectif de l'invention est de mettre en oeuvre un tel dispositif qui soit facile à entretenir. L'invention a encore pour objectif de fournir un tel dispositif qui s'intègre relativement bien dans les bâtiments et qui soit esthétique.

Un autre objectif poursuivit par l'invention est de fournir un tel dispositif qui soit relativement bon marché comparativement aux techniques de l'art antérieur. 5. Exposé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'un dispositif de transfert de chaleur qui selon l'invention comprend au moins un capteur solaire, un capteur atmosphérique et un clapet montés en série de façon à former une boucle, et une enceinte pré-équipée. Selon l'invention, ladite enceinte pré-équipée présente un fond et une paroi essentiellement cylindrique traversée par quatre moyens de raccordement à ladite boucle et à des moyens de chauffage d'un milieu à réchauffer, lesdits moyens de raccordement s'étendant en dehors de ladite enceinte pré-équipée. Selon l'invention, ladite enceinte pré-équipée loge également un évaporateur, un compresseur, un condenseur et un détendeur interconnectés de façon à former une pompe à chaleur, ainsi que deux vannes trois voies et deux moyens de mise en circulation d'un fluide, lesdites vannes, lesdits circulateurs et ladite pompe à chaleur étant interconnectés de façon à permettre alternativement la mise en relation de ladite boucle avec lesdits moyens de chauffage ou la mise en relation de ladite pompe à chaleur avec ladite boucle et avec lesdits moyens de chauffage. Encore selon l'invention, les contours intérieurs de ladite enceinte pré-équipée présentent des moyens de solidarisation dudit évaporateur, dudit condenseur, dudit détendeur, dudit compresseur, desdites vannes et desdits moyens de mise en circulation.

Selon l'invention il est également prévu que ladite enceinte pré-équipée présentant une extrémité ouverte montrant des premiers moyens de solidarisation aptes à coopérer avec des seconds moyens de solidarisation de forme complémentaire desdits premiers moyens de solidarisation, lesdits seconds moyens de solidarisation étant prévus sur des moyens d'obturation de ladite extrémité ouverte.

Ainsi, l'invention repose sur une architecture innovant de dispositif de transfert de chaleur qui conduit à simplifier son installation et à améliorer son intégration dans un bâtiment ainsi que son esthétisme. En effet, l'architecture selon l'invention permet de regrouper la plupart des éléments constitutifs du dispositif dans une enceinte fermée qui présente uniquement quatre points de raccordement avec l'extérieur. Ainsi, l'installation d'un tel dispositif se limite à la mise en place de l'enceinte pré-équipée dans un lieu choisi d'un bâtiment (par exemple une buanderie), puis à connecter : - deux de ses points de raccordement à l'entrée et à la sortie d'une boucle comprenant un capteur solaire, un capteur atmosphérique et un clapet montés en série et solidarisés par exemple sur la toiture du bâtiment, - deux autres de ses points de raccordement à l'entrée et à la sortie de moyens de chauffage d'un milieu à réchauffer (par exemple à l'entrée d'un chauffe-eau).

En d'autres termes, l'installation d'un dispositif de transfert de chaleur selon l'invention est particulièrement facile et rapide du fait qu'elle se résume à relier l'enceinte à la boucle et aux moyens de chauffage en branchant uniquement quatre éléments de tuyauterie. Cette facilitée de montage permet de prévenir la commission d'erreur lors 20 du montage. Elle conduit en outre à réduire le temps et donc le coût nécessaire au montage d'un tel dispositif de transfert de chaleur. Les opérations de maintenance d'un tel dispositif de transfert de chaleur sont de plus facilitées du fait que la majorité des composants qui le constituent sont logés dans une unique enceinte pré-équipée. 25 Cet aspect permet en outre de conférer au dispositif selon l'invention de bonnes qualités sur le plan esthétique du fait que les éléments techniques habituellement présents à l'intérieur du bâtiment sont renfermés dans l'enceinte et ne sont donc pas visibles. Ceci participe également à prévenir leur détérioration et à augmenter la fiabilité du dispositif. 30 Selon une caractéristique préférée de l'invention, une première desdites vanne est reliée à l'entrée dudit évaporateur, à l'entrée dudit condenseur, et à un premier et un deuxième desdits moyens de raccordement, ledit premier moyen de raccordement étant destiné à être relié à un premier point de ladite boucle situé entre ledit capteur solaire et ledit capteur atmosphérique et ledit deuxième moyen de raccordement étant destiné à être relié à la sortie des moyens de chauffage. Dans ce cas, une deuxième desdites vannes est reliée à la sortie dudit évaporateur, à un troisième desdits moyens de raccordement, à la sortie dudit condenseur et à un quatrième desdits moyens de raccordement, ledit troisième moyen de raccordement étant destiné à être relié à un deuxième point de ladite boucle situé entre ledit capteur solaire et ledit clapet, et ledit quatrième moyen de raccordement étant destiné à être relié à l'entrée desdits moyens de chauffage. Dans ce cas également un desdits moyens de mise en circulation est interposé entre la sortie dudit évaporateur et de ladite deuxième vanne, l'autre desdits moyens de mise en circulation étant interposé entre ladite deuxième vanne et ledit quatrième moyen de raccordement. Selon une caractéristique avantageuse, lesdits moyens de solidarisation dudit compresseur comprennent un insert métallique scellé dans ledit fond. Cette approche, facile à mettre en oeuvre, permet de solidariser solidement et efficacement le compresseur à l'intérieur de l'enceinte pré-équipée.

Préférentiellement, lesdits moyens de solidarisation dudit compresseur comprennent des moyens de liaison élastique. Ceci permet d'absorber, à tout le moins en partie, les vibrations produites lors du fonctionnement du compresseur. Avantageusement, lesdits moyens de chauffage comprennent au moins un 25 ballon d'eau chaude sanitaire et/ou des moyens de chauffage par le sol. Selon une caractéristique préférentielle, lesdits moyens d'obturation comprennent un couvercle. Selon une autre caractéristique préférentielle, lesdits moyens d'obturation sont formés par une extrémité dudit ballon d'eau chaude. 30 Il est ainsi possible, selon la situation, de refermer l'enceinte pré-équipée au moyen d'un couvercle ou directement au moyen du ballon d'eau chaude auquel elle est solidarisée. Avantageusement, ladite enceinte pré-équipée présente des premiers moyens de raccordement électrique, lesdits moyens de raccordement électrique étant complémentaires de seconds moyens de raccordement électrique solidaires dudit ballon d'eau chaude. Cette approche permet d'alimenter en courant électrique simplement et efficacement les éléments logés à l'intérieur de l'enceinte pré-équipée. Préférentiellement, ladite enceinte pré-équipée renferme des moyens 10 d'isolation phonique et/ou thermique. Ceci peut permettre d'éviter les déperditions thermiques et la propagation de bruit dans l'environnement de l'enceinte pré-équipée. Selon un aspect préféré, ladite enceinte pré-équipée est étanche. Ceci permet de confiner le fluide frigorifique de la pompe à chaleur à 15 l'intérieur de l'enceinte pré-équipée en cas de fuite et ainsi d'éviter sa dispersion dans l'atmosphère. Selon un autre aspect préféré, lesdits moyens de raccordement comprennent des éléments de raccordement du type à connexion rapide. Ceci permet encore de faciliter davantage l'installation d'un dispositif 20 selon l'invention. Selon une autre caractéristique avantageuse, ledit capteur solaire est positionné en dessous dudit capteur atmosphérique. Ceci permet d'évacuer par convection vers l'air extérieur la chaleur inutile captée par le capteur solaire, la circulation du fluide entre les deux capteurs 25 s'effectuant naturellement par thermosyphon. L'invention concerne également un procédé d'installation d'un tel dispositif de transfert de chaleur. Selon l'invention, un tel procédé comprend : - une étape d'obtention de ladite enceinte pré-équipée consistant à 30 solidariser à l'intérieur de ladite enceinte et à raccorder entre eux ledit évaporateur, ledit compresseur, ledit condenseur, ledit détendeur, lesdites vannes, lesdits moyens de mise en circulation et lesdits moyens de raccordement de manière à ce qu'ils s'étendent en dehors de ladite enceinte ; - une étape d'obtention de ladite boucle consistant à monter en série au moins un capteur solaire, un capteur atmosphérique et un clapet ; - une étape de raccordement de ladite boucle à ladite enceinte pré-équipée consistant à connecter lesdits premier et troisième moyens de raccordement de ladite enceinte pré- équipée respectivement audit premier et deuxième point de ladite boucle ; - une étape de raccordement de ladite enceinte pré-équipée auxdits moyens de chauffage consistant à connecter lesdits deuxième et quatrième moyens de raccordement de ladite enceinte pré-équipée respectivement à la sortie et à l'entrée desdits moyens de chauffage.

L'installation d'un tel dispositif se limite donc au raccordement de quatre éléments de tuyauterie sans qu'il soit nécessaire de manipuler et d'interconnecter un grand nombre de composants comme cela est le cas selon les techniques de l'art antérieur. 6. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 présente un schéma d'une installation de transfert de chaleur selon l'art antérieur ; - les figure 2 à 5 sont des schémas d'un dispositif de transfert de chaleur selon l'invention. 7. Description d'un mode de réalisation de l'invention 7.1. Rappel du principe de l'invention Le principe général de l'invention repose sur la mise en oeuvre d'un dispositif de transfert de chaleur qui comprend : - une enceinte pré-équipée logeant la plupart des éléments qui le constituent et qui présente quatre moyens de raccordement ; - une boucle constituée d'un capteur solaire, d'un capteur atmosphérique et d'un clapet montés en série. L'installation d'un tel dispositif se limite, après avoir installé l'enceinte pré-équipée dans un bâtiment et solidarisé la boucle par exemple en toiture, à relier l'entrée et la sortie de la boucle à deux moyens de raccordement de l'enceinte pré-équipée et de relier les deux autres moyens de raccordement de l'enceinte pré-équipée respectivement à l'entrée et à la sortie de moyens de chauffage d'un milieu à réchauffer, tels qu'un chauffe-eau ou un dispositif de chauffage par le sol. Un tel dispositif présente donc notamment l'avantage d'être simple et rapide à installer ce qui conduit à prévenir l'apparition d'erreur de montage et à réduire le temps nécessaire au montage. Il présente encore l'avantage d'être esthétique et de bien s'intégrer dans les lieux dans lesquels il est destiné à être installé. 7.2. Exemple d'un dispositif de transfert de chaleur selon l'invention On présente, en relation avec les figures 2 à 5, un mode de réalisation d'un dispositif de transfert de chaleur selon l'invention. Tel que cela apparaît sur ces figures, un tel dispositif de transfert de chaleur comprend une enceinte pré-équipée 200. Cette enceinte pré-équipée 200 présente une paroi 2001 sensiblement cylindrique et un fond fermant une première de ses extrémités. Le contour intérieur défini par la paroi 2001 et le fond de l'enceinte pré-équipée 200 présente des moyens de solidarisation (non représentés) d'une pluralité d'éléments. Ces moyens de solidarisation permettent notamment la solidarisation à l'intérieur de l'enceinte pré-équipée 200 d'un évaporateur 201, d'un compresseur 202, d'un condenseur 203 et d'un détendeur 218 interconnectés de façon à constituer une pompe à chaleur à l'intérieur de laquelle est susceptible de circuler un fluide frigorifique. Ces moyens de solidarisation permettent encore la solidarisation d'une première vanne trois voies 204. Cette vanne 204 est reliée à l'entrée 2011 de l'évaporateur 201 par un élément de tuyauterie 219, à l'entrée 2032 du condenseur 203 par des éléments de tuyauterie 223, 220, ainsi qu'à un premier R1 et un deuxième R2 moyen de raccordement traversant chacun la paroi 2001 de l'enceinte pré-équipée 200 et s'étendant en dehors de celle-ci. Ces moyens de solidarisation peuvent comprendre des éléments de liaison 10 par vis, par clippage ou tout autre moyen permettant un solidarisation rapide et efficace. Une deuxième vanne trois voies 205 est solidarisée à l'intérieur de l'enceinte pré-équipée 200. Cette vanne 205 est reliée à la sortie 2012 de l'évaporateur 201 par un élément de tuyauterie 221, à la sortie 2031 du 15 condenseur 203 par un élément de tuyauterie 222, ainsi qu'à un troisième R3 et un quatrième R4 moyens de raccordement traversant la paroi 2001 de l'enceinte pré-équipée 200 et s'étendant en dehors de celle-ci. Un circulateur 207, logé à l'intérieur de l'enceinte pré-équipée 200, est interposé entre la sortie 2012 et la vanne 205. Un autre circulateur 208, également 20 logé à l'intérieur de l'enceinte pré-équipée 200, est interposé entre la vanne 208 et le moyen de raccordement R4. Le fait de prévoir que l'enceinte pré-équipée 200 présente une paroi essentiellement cylindrique permet de faciliter la mise en place des éléments de tuyauterie reliant les différents composants qu'elle loge et notamment de prévenir 25 la formation de coudes qui pourraient nuire à la circulation des fluides. Ce dispositif de transfert de chaleur selon l'invention comprend en outre un capteur solaire 209 et un capteur atmosphérique 210. Ces deux capteurs 209 et 210 sont montés en série de façon à former une boucle 211 qui intègre un clapet 212, dont la fonction sera explicitée par la suite, interposé entre les deux capteurs.

Le capteur atmosphérique 210, encore appelé capteur convectif, est un échangeur air/eau qui permet de capter la chaleur de l'air ambiant et de la transférer au fluide qui circule à l'intérieur. La boucle 211 présente un premier R5 et un deuxième R6 points de raccordement qui sont respectivement destinés à être raccordés aux premier Rl et troisième R3 moyens de raccordement au moyen d'éléments de tuyauterie 213, 214. Le premier point R5 est placé entre les deux capteurs 209 et 210 et le deuxième point R6 est placé entre le capteur solaire 209 et le clapet 212. Les quatrième R4 et deuxième R2 moyens de raccordement de l'enceinte pré-équipée 200 sont respectivement destinés à être raccordés à l'entrée 215 et à la sortie 216 de moyens de chauffage d'un milieu à réchauffer. Les moyens de chauffage comprennent ici un ballon d'eau chaude sanitaire 217 et un système de chauffage par le sol 217'. Dans une variante, un seul de ces moyens de chauffage peut bien sûr être mis en oeuvre. Il peut également être prévu que ces moyens de chauffage se présentent sous une autre forme. Tel que cela apparaît sur la figue 5, l'enceinte pré-équipée 200 présente une extrémité ouverte qui peut être refermée par un couvercle (non représenté). Cette extrémité ouverte peut ainsi présenter des moyens de solidarisation aptes à coopérer avec des moyens de solidarisation complémentaires prévus sur le couvercle. Dans une variante, il peut être prévu que les moyens de solidarisation prévus sur cette extrémité ouverte soient aptes à coopérer avec des moyens de solidarisation de forme complémentaire prévus sur le ballon d'eau chaude (par exemple au-dessus ou au-dessous de celui-ci). Ces moyens de solidarisation peuvent par exemple comprendre des vis, des moyens de clippage ou tout autre moyen permettant une solidarisation rapide et efficace. Les différents éléments de tuyauterie représentés permettent la circulation d'un fluide tel que de l'eau glycollée dans le dispositif et d'un fluide frigorifique dans la pompe à chaleur. Ce dispositif de transfert de chaleur comprend également des moyens de 30 détermination du niveau de rayonnement solaire auquel est exposé le capteur solaire 209. Ces moyens de détermination comprennent un capteur (non représenté) permettant de mesurer la température Tc régnant à l'intérieur du capteur solaire 209 et un capteur (non représenté) permettant de mesurer la température Tm du milieu à chauffer. Ces moyens de détermination comprennent également des moyens de comparaison des températures Tc et Tm qui sont associés à des moyens de pilotage de l'ouverture et de la fermeture des vannes 204 et 205. Ces moyens de comparaison et de pilotage (non représentés) sont logés dans l'enceinte pré-équipée 200 et peuvent avantageusement comprendre des automates. Dans des variantes, des moyens différents pourront bien sûr être mis en oeuvre à cet effet. Dans une variante, il peut être prévu que l'enceinte pré-équipée intègre des moyens d'isolation phonique. Ceci est particulièrement efficace pour atténuer les bruits émis par le compresseur en fonctionnement et réduire leur propagation dans le bâtiment dans lequel le dispositif est mis en oeuvre.

Dans une autre variante, il peut être prévu que l'enceinte pré équipé intègre des moyens d'isolation thermique. Ceci est particulièrement efficace pour limiter les déperditions thermiques. Une variante peut également consister à prévoir que l'enceinte pré-équipée constitue un enceinte étanche. À cet effet, il pourra par exemple être prévu que des moyens d'étanchéité (par exemple éléments formant joint) soient prévus entre l'enceinte pré-équipée et le ballon d'eau chaude ou le couvercle de façon que leur liaison soit hermétique. Un telle approche permettrait, en cas de survenance d'une fuite dans le circuit de circulation de fluide frigorifique, de confiner celui-ci à l'intérieur de l'enceinte pré équipé et de prévenir qu'il se répande dans l'atmosphère. Les moyens de solidarisation du compresseur peuvent comprendre un insert réalisé dans un matériau métallique qui est scellé dans la masse constituant le fond de l'enceinte pré-équipée. Une telle approche est facile à mettre en oeuvre et permet de solidariser solidement et efficacement le compresseur à l'intérieur de l'enceinte pré-équipée. Selon une caractéristique préférée, les moyens de solidarisation du compresseur pourront en outre comprendre des moyens de liaison élastique. La mise en oeuvre de tels moyens de liaison élastique permet d'absorber à tout le moins en partie les vibrations engendrées par le compresseur au cours de son fonctionnement et de limiter leur propagation.

Il peut par ailleurs être prévu de mettre en oeuvre plusieurs capteurs solaires et/ou capteurs atmosphériques selon les besoins. L'installation d'un dispositif de transfert de chaleur selon l'invention va maintenant être décrit. 7.3. Installation d'un dispositif de transfert de chaleur selon l'invention L'installation d'un dispositif de transfert de chaleur selon l'invention présente l'avantage d'être très simple et très rapide à réaliser. L'enceinte pré-équipée 200 est obtenue directement en usine par le fabriquant du dispositif. Elle est dite pré-équipée dans le sens où l'ensemble des éléments qu'elle loge y sont directement insérés, solidarisés et interconnectés. L'enceinte 200 est donc livrée à l'installateur pré équipé, c'est-à-dire sous la forme d'un contenant en dehors duquel s'étendent uniquement quatre moyens de raccordement. Il n'est donc pas nécessaire à l'installateur de procéder à l'assemblage des différents éléments qu'elle loge, contrairement aux techniques de l'art antérieur. L'enceinte pré équipé peut être livrée fermée ou non au moyen d'un couvercle. La personne oeuvrant à l'installation d'un dispositif selon l'invention doit dans un premier temps monter le capteur solaire 209, le capteur atmosphérique 210 et le clapet 212 en série en les raccordant au moyen d'éléments de tuyauterie de façon à former la boucle 211. Il peut être prévu, dans un autre mode de réalisation, que ces capteurs 209, 210 ainsi que le clapet 212 soit directement interconnectés en usine en sorte qu'ils peuvent être livrés à l'installateur directement sous la forme de la boucle 211. Cette mise en oeuvre particulière permet encore de simplifier davantage l'installation d'un tel dispositif.

L'installateur doit ensuite procéder à l'installation des capteurs montés en boucle 211 à un endroit choisi d'un bâtiment. Cette étape consiste généralement à solidariser ces capteurs sur la toiture du bâtiment. Avantageusement, le capteur atmosphérique 210 est placé au-dessus du capteur solaire 209.

L'enceinte pré-équipée 200 est mise en place dans un emplacement choisi d'un bâtiment, par exemple dans une pièce technique. Dans une variante, cette enceinte pré-équipée 200 peut présenter des moyens de solidarisation agencés de manière à ce qu'elle soit solidarisée directement au ballon d'eau chaude 217. Dans ce cas, le couvercle pourra ne pas être prévu.

Une fois la boucle 211 et l'enceinte pré-équipée 200 mise en place, l'installateur n'a plus qu'à les raccorder entre-elles, ainsi qu'à raccorder l'enceinte pré-équipée aux moyens de chauffage 217 et 217'. Cette étape est amplement simplifiée par la mise en oeuvre d'un dispositif selon l'invention. En effet, de part l'agencement particulier des éléments logés à l'intérieur de l'enceinte pré-équipée, le raccordement de l'enceinte pré-équipée 200 aux moyens de chauffage 217, 217' et à la boucle 211 se limite au branchement de quatre éléments de tuyauterie aux quatre moyens de raccordement Rl à R4 qui s'étendent en dehors de ladite enceinte pré-équipée 200. L'installateur relie ainsi le premier moyen de raccordement R1 de l'enceinte pré-équipée 200 au premier point R5 de la boucle 211 par un élément de tuyauterie 213. L'installateur relie également le troisième moyen de raccordement R3 de l'enceinte pré-équipée 200 au deuxième point R6 de la boucle 211 par un élément de tuyauterie 214. Les extrémités des éléments de tuyauterie 213, 214 présentent avantageusement des moyens de raccordement de type rapide complémentaires des moyens de raccordement de l'enceinte pré-équipée 200 et des points de la boucle 211. À l'issue de ces deux raccordements, la boucle 211 est reliée à l'enceinte pré-équipée 200. L'installateur relie également les deuxième R2 et quatrième R4 moyens de 30 raccordement de l'enceinte pré-équipée respectivement à la sortie 216 et à l'entrée 215 des moyens de chauffage 217, 217'. L'extrémité de l'entrée 215 et de la sortie 216 présente avantageusement des moyens de raccord de type rapide complémentaires des moyens de raccordement R2 et R4. À l'issue de ces deux raccordements, les moyens de chauffage sont reliés à l'enceinte pré-équipée. L'enceinte pré-équipée 200 doit encore être raccordée à une source de production de courant électrique de façon à alimenter les éléments qu'elle loge. Cette étape peut consister à relier une prise électrique classique sortant de l'enceinte pré-équipée au secteur.

Dans la variante selon laquelle l'enceinte pré-équipée est solidarisée au ballon d'eau chaude 217, elle peut avantageusement loger des raccords électriques 50, 51, visibles sur la figure 5, destinés à coopérer avec des raccords électrique complémentaires prévus sur le ballon d'eau chaude au niveau de sa zone de jonction avec l'enceinte pré-équipée de telle façon que la solidarisation de l'enceinte pré-équipée au ballon d'eau chaude engendre la coopération des ces raccords électriques. Tel que cela vient d'être décrit, un dispositif selon l'invention présente l'avantage d'être particulièrement simple à installer dans la mesure où sa mise en place se résume au branchement de quatre éléments de tuyauterie à une enceinte pré-équipée de façon à relier celle-ci d'une part à la boucle et aux moyens de chauffage du milieu à réchauffer. Ainsi, contrairement aux techniques de l'art antérieur, l'installateur n'a pas à manipuler un grand nombre de composants du fait que la plupart de ceux-ci sont désormais logés dans une enceinte pré-équipée, ni à les interconnecter par un grand nombre d'éléments de tuyauterie.

En outre, du fait que la plupart des composants sont réunis dans une même enceinte pré-équipée, et ne sont pas éparpillés, les opérations de maintenance sont simplifiées. Par ailleurs, le fait de réunir la plupart des composants au sein d'une même enceinte pré-équipée permet de réduire l'encombrement global du dispositif.

Le fonctionnement d'un dispositif de transfert de chaleur selon l'invention va maintenant être décrit. 7.4. Fonctionnement d'un dispositif de transfert de chaleur selon l'invention Un dispositif de transfert de chaleur selon l'invention peut fonctionner selon trois modes : - un mode solaire ; - un mode pompe à chaleur ; - un mode arrêt. 7.4.1. Fonctionnement en mode solaire Le mode solaire, qui est illustré à la figure 2, est activé lorsque la température Tc dans le capteur solaire 209 est supérieure à la température Tm du milieu devant être réchauffé. Les moyens de pilotage des vannes agissent sur les vannes 204 et 205 de façon qu'elles permettent le passage du fluide uniquement à travers le capteur solaire 209 sans passer à travers le capteur atmosphérique 210 et les éléments de pompe à chaleur. Le circulateur 207 assure la circulation du fluide. Le fluide circule dans la boucle 211 et traverse le capteur solaire 209 à l'intérieur duquel il est réchauffé. Le clapet 212 est fermé en sorte que le fluide ne traverse pas le capteur atmosphérique 210. Le fluide réchauffé quitte la boucle 211 et emprunte l'élément de tuyauterie 214 qui relie les points de raccordement R6 et R3. La vanne 205 est ouverte de manière à ce que le fluide est acheminé vers le point de raccordement R4 auquel est reliée l'entrée 215 des moyens de chauffage 217 et 217'. Le fluide réchauffé circule alors dans les moyens de chauffage et transfert sa chaleur au milieu à réchauffer et se refroidit. Le fluide refroidi quitte les moyens de chauffage 217, 217' et pénètre l'enceinte pré-équipée 200 au niveau du point de raccordement R2 relié à la sortie 216 des moyens de chauffage 217, 217'. Il est ensuite acheminé en direction de la vanne 204 par l'élément de tuyauterie 223 puis vers la boucle 211. Le fluide est de nouveau réchauffé au sein de la boucle 211 puis le cycle est réitéré. 7.4.2. Fonctionnement en mode pompe à chaleur Lorsque la température Tc dans le capteur solaire 209 est inférieure à la température Tm du milieu à réchauffer, ce qui signifie que le rayonnement solaire est insuffisant pour augmenter la température du milieu à réchauffer, le mode pompe à chaleur est activé (cf. figure 3). Les moyens de pilotage des vannes agissent sur les vannes 204 et 205 de façon qu'elles permettent le passage du fluide calorifique à travers les capteurs solaire 209 et atmosphérique 210, ainsi qu'à travers les éléments de pompe à chaleur. Les circulateurs 207 et 208 assurent la circulation du fluide. Le fluide circule dans la boucle 211 et traverse les capteurs atmosphérique 210 et solaire 209 à l'intérieur desquels il est réchauffé. Le fluide réchauffé quitte la boucle 211 et emprunte l'élément de tuyauterie 213 qui relie les points de raccordement R5 et R1. La vanne 204 est ouverte de manière à ce que le fluide est acheminé vers l'entrée 2011 de l'évaporateur 201. Le fluide circule dans l'évaporateur 201 et transfert sa chaleur au fluide frigorifique présent dans l'évaporateur. Le fluide refroidi ressort de l'évaporateur 201 par la sortie 2012 puis de l'enceinte pré équipé 200 au niveau du moyen de raccordement R3 et pénètre dans la boucle 211 de façon à être de nouveau réchauffé. Le fluide frigorifique vaporisé est comprimé dans le compresseur 203 puis se liquéfie dans le condenseur 203 en transférant sa chaleur au fluide circulant dans le condenseur 203 et provenant de la sortie 216 des moyens de chauffage 217, 217'. Le fluide frigorifique liquéfié rejoint l'évaporateur 201 en traversant le détendeur 218. Le fluide ressort réchauffé du condenseur 203. Il traverse la vanne 205 et ressort de l'enceinte pré-équipée 200 au niveau du moyen de raccordement R4 relié à l'entrée 215 des moyens de chauffage 217, 217'. Le fluide réchauffé circule alors dans les moyens de chauffage de façon à transmettre sa chaleur au milieu à réchauffer. Le fluide refroidi quitte les moyens de chauffage 217, 217' au niveau de la sortie 216 et pénètre à l'intérieur de l'enceinte pré-équipée 200 au niveau des moyens de raccordement R2 avant de retourner dans le condenseur 203 et d'y être de nouveau réchauffé. 7.4.3. Mode arrêt Lorsque le dispositif est à l'arrêt (cf. figure 4), la pompe à chaleur ainsi que les moyens de circulation du fluide ne fonctionnent pas. Le fluide réchauffé dans le capteur solaire 209 circule dans la boucle 211, traverse le clapet 212 et traverse le capteur atmosphérique 210.

La circulation du fluide entre les deux capteurs s'effectue naturellement par thermosyphon du fait que le capteur atmosphérique est placé au-dessus du capteur solaire, ce dernier étant plus chaud que le capteur atmosphérique lorsqu'un rayonnement solaire est présent. Le fluide réchauffé dans le capteur solaire est plus léger et remonte en partie haute de celui-ci, traverse le clapet et se dirige en partie haute du capteur atmosphérique. Le capteur atmosphérique évacue alors par convection dans l'air extérieur par sa face avant et par sa face arrière la chaleur solaire excédentaire. Le fluide ainsi refroidi est plus lourd et descend en partie basse du capteur atmosphérique puis retourne gravitairement dans la partie basse du capteur solaire pour former un nouveau cycle.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de transfert de chaleur comprenant au moins un capteur solaire (209), un capteur atmosphérique (210) et un clapet (212) montés en série de façon à former une boucle (211), et une enceinte pré-équipée (200), ladite enceinte pré-équipée (200) présentant un fond et une paroi essentiellement cylindrique (2001) traversée par quatre moyens de raccordement (R1, R2, R3, R4) à ladite boucle et à des moyens de chauffage d'un milieu à réchauffer, lesdits moyens de raccordement (R1, R2, R3, R4) s'étendant en dehors de ladite enceinte pré-équipée (200), ladite enceinte pré-équipée (200) logeant un évaporateur (201), un compresseur (202), un condenseur (203) et un détendeur (218) interconnectés de façon à former une pompe à chaleur, ainsi que deux vannes trois voies (204, 205) et deux moyens de mise en circulation d'un fluide (207, 208), lesdites vannes (204, 205), lesdits circulateurs (207, 208) et ladite pompe à chaleur étant interconnectés de façon à permettre alternativement la mise en relation de ladite boucle (211) avec lesdits moyens de chauffage (217, 217') ou la mise en relation de ladite pompe à chaleur avec ladite boucle (211) et avec lesdits moyens de chauffage (217, 217'), les contours intérieurs de ladite enceinte pré-équipée (200) présentant des moyens de solidarisation dudit évaporateur (201), dudit condenseur (203), dudit détendeur (218), dudit compresseur (202), desdites vannes (204, 205) et desdits moyens de mise en circulation (207, 208), ladite enceinte pré-équipée (200) présentant une extrémité ouverte présentant des premiers moyens de solidarisation aptes à coopérer avec des seconds moyens de solidarisation de forme complémentaire desdits premiers moyens de solidarisation, lesdits seconds moyens de solidarisation étant prévus sur des moyens d'obturation de ladite extrémité ouverte.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une première (204) desdites vannes est reliée à l'entrée (2011) dudit évaporateur (201), à l'entrée (2032) dudit condenseur (203), à un premier (Rl) et un deuxième (R2) desdits moyens de raccordement, ledit premier moyen de raccordement (Rl) étant destinéà être relié à un premier point (R5) de ladite boucle (211) situé entre ledit capteur solaire (209) et ledit capteur atmosphérique (210) et ledit deuxième moyen de raccordement (R2) étant destiné à être relié à la sortie (216) desdits moyens de chauffage (217, 217'), en ce qu'une deuxième (205) desdites vannes est reliée à la sortie (2012) dudit évaporateur (201), à un troisième desdits moyens de raccordement (R3), à la sortie (2031) dudit condenseur (203) et à un quatrième desdits moyens de raccordement (R4), ledit troisième moyen de raccordement (R3) étant destiné à être relié à un deuxième point (R6) de ladite boucle (211) situé entre ledit capteur solaire (209) et ledit clapet (212), et ledit quatrième moyen de raccordement (R4) étant destiné à être relié à l'entrée (215) desdits moyens de chauffage (217, 217'), et en ce qu'un desdits moyens de mise en circulation (207) est interposé entre la sortie (2012) dudit évaporateur (201) et ladite deuxième vanne (205), l'autre desdits moyens de mise en circulation (208) étant interposé entre ladite deuxième vanne (205) et ledit quatrième moyen de raccordement (R4).

3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de solidarisation dudit compresseur (202) comprennent un insert métallique scellé dans ledit fond.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en 20 ce que lesdits moyens de solidarisation dudit compresseur (202) comprennent des moyens de liaison élastique.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage comprennent un ballon d'eau chaude sanitaire (217) et/ou des moyens de chauffage par le sol (217'). 25

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens d'obturation comprennent un couvercle.

7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens d'obturation sont formés par une extrémité dudit ballon d'eau chaude (217).

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite enceinte 30 pré-équipée (200) présente des premiers moyens de raccordement électrique (50,51), lesdits premiers moyens de raccordement électrique (50, 51) étant complémentaires de seconds moyens de raccordement électrique solidaires dudit ballon d'eau chaude (217).

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite enceinte pré-équipée (200) renferme des moyens d'isolation phonique et/ou thermique.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite enceinte pré-équipée est étanche.

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en 10 ce que lesdits moyens de raccordement (R1, R2, R3, R4) comprennent des éléments de raccordement du type à connexion rapide.

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ledit capteur solaire (209) est positionné en dessous dudit capteur atmosphérique (210). 15

13. Procédé d'installation d'un dispositif de transfert de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape d'obtention de ladite enceinte pré-équipée (200) consistant à solidariser à l'intérieur de ladite enceinte et à raccorder entre eux ledit évaporateur (201), ledit compresseur (202), ledit condenseur (203), ledit 20 détendeur (218), lesdites vannes (204, 205), lesdits moyens de mise en circulation (207, 208) et lesdits moyens de raccordement de manière à ce qu'ils s'étendent en dehors de ladite enceinte ; - une étape d'obtention de ladite boucle (211) consistant à monter en série au moins un capteur solaire (209), un capteur atmosphérique (210) et un 25 clapet (212) ; - une étape de raccordement de ladite boucle (211) à ladite enceinte pré-équipée (200) consistant à connecter lesdits premier (Rl) et troisième (R3) moyens de raccordement de ladite enceinte pré-équipée (200) respectivement audit premier (R5) et deuxième (R6) point de ladite boucle 30 (211) ;- une étape de raccordement de ladite enceinte pré-équipée (200) auxdits moyens de chauffage (217, 217') consistant à connecter lesdits deuxième (R2) et quatrième (R4) moyens de raccordement de ladite enceinte pré-équipée (200) respectivement à la sortie (216) et à l'entrée (215) desdits moyens de chauffage (217, 217').