FR2932553A1

FR2932553A1 - Systeme reversible de recuperation d'energie calorifique par prelevement et transfert de calories d'un ou plusieurs milieux dans un autre ou plusieurs autres milieux quelconques.

Info

Publication number: FR2932553A1
Application number: FR0803258A
Authority: FR
Inventors: Jean Luc Maire
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-06-12
Filing date: 2008-06-12
Publication date: 2009-12-18
Anticipated expiration: 2028-06-12
Also published as: CA2727414A1; CA2727414C; WO2009150234A1; BRPI0915033B8; BRPI0915033B1; US8726684B2; BRPI0915033A2; EP2318783B1; FR2932553B1; US20110209491A1; EP2318783A1; DK2318783T3

Abstract

Système réversible de récupération d'énergie calorifique par prélèvement et transfert de calories d'un ou plusieurs milieux dans un autre ou plusieurs autres milieux quelconques. L'innovation est un nouveau principe de fonctionnement frigorifique qui permet avec un échangeur à plaques non réversible, un échangeur à plaque réversible et une batterie à ailettes sur un circuit d'air extérieur de réaliser les fonctions suivantes : Restitution totale ou partiel des calories sur l'échangeur non réversible depuis la batterie extérieure ou depuis l'échangeur réversible en mode évaporateur, Restitution totale ou partiel des calories sur l'échangeur réversible depuis la batterie extérieure. Production frigorifique sur l'échangeur réversible avec évacuation totale ou partiel des calories sur l'échangeur non réversible et/ou sur la batterie extérieure.

Description

1 Système réversible de récupération d'énergie calorifique par prélèvement et transfert de calories d'un ou plusieurs milieux dans un autre ou plusieurs autres milieux quelconques. L'invention se rapporte à un système réversible de récupération par prélèvement et transfert d'énergie entre au moins deux milieux différents, par exemple entre un milieu extérieur et un milieu de vie ou entre un milieux de vie et un autre milieu de vie. Les besoins en calories en périodes froides d'un lieu de vie, de travail ou de stockage se résument en une quantité de calories consacrées au chauffage.

D'autres besoins en calories sont nécessaires pendant la saison froide et même en dehors de celle-ci, nous pouvons identifier la production d'eau chaude sanitaire qui doit être assurée toute l'année, le chauffage d'une piscine ou autres besoins dans le domaine industriel ou tertiaire. Dans les lieux climatisés, l'extraction des calories en excédent du bâtiment doit 15 être assurée. Dans les systèmes classiques de climatisation, les calories extraites du bâtiment sont souvent dissipées à l'extérieur du bâtiment et perdues. Actuellement, le chauffage des bâtiments est assuré par la combustion de combustible dans des chaudières, par l'utilisation de l'énergie solaire 20 thermique, par l'utilisation de l'effet joule avec des chaudières électriques ou par l'utilisation de pompes à chaleur puisant pour une grande partie de leur énergie sur l'air extérieur ou une source d'eau gratuite. L'invention utilise une technologie novatrice dans le dornaine des pompes à chaleur réversibles. 25 Les pompes à chaleur sont des machines frigorifiques qui transfèrent la chaleur d'un milieu à un autre en utilisant comme véhicule un fluide frigorifique passant successivement d'un état gazeux à un état liquide et inversement par la succession de phases de compressions et de détentes. La plupart des systèmes étant réversibles, il est donc possible d'utiliser ces 30 pompes à chaleur pour la climatisation. Les pompes à chaleurs sont raccordées à différents types de terminaux réversibles ou non tels que : Radiateurs Plancher chauffant/rafraichissant 35 ventilo-convecteurs Caisson de traitement d'air Les pompes à chaleur et autres systèmes de récupération d'énergie sont 1 caractérisés par un indice de performance (COP) qui indique le rendement énergétique de l'installation, celui étant toujours supérieur à 1, les pompes à chaleur produisent donc plus d'énergie calorifique qu'elle ne consomment d'énergie électrique grâce à l'énergie puisée dans le milieu de 5 récupération gratuit. Les progrès technologiques de ces dernières années ont améliorés le rendement des pompes à chaleur du fait de l'amélioration des composants de celles-ci. L'invention propose une amélioration qui tient par une nouvelle organisation du circuit frigorifique et la création de composants ayant des fonctions nouvelles. 10 L'objectif de l'invention étant d'augmenter le rendement et la fiabilité du système frigorifique. L'innovation tient à la création, la présence et l'emplacement dans l'installation des composants suivants: Au moins un compresseur principal (CP1)complété en cas de besoin d'un ou 15 plusieurs autres compresseurs (CP2 CP3 ...). La présence d'un échangeur E4 pour la récupération ou l'évacuation des calories sur le milieu extérieur, échangeur E4 étant un échangeur à ailettes pour les pompe à chaleur de type AIR/EAU ou un échangeur à plaques, voir un échangeur multitubulaire ou coaxiale pour les pompes à chaleur EAU/EAU. 20 Un échangeur Fluide/Fluide E3 raccordé au point 6 au capillaire 1 de détente final et au réservoir R, au point 7 du détendeur thermostatique BI FLUX à égalisation externe Dl, au point 19 du capillaire 2 pour la limitation du débit massique sur cette branche, au point 10 l'admission des gaz froid provenant de V3 N°2, au point 11 l'aspiration des gaz surchauffés par le compresseur CP1, au point 12 l'aspiration 25 des gaz surchauffés par le compresseur CP2. (Figure 9 et 10) La particularité de cet échangeur E3 étant de fonctionner comme sous refroidisseur de la ligne liquide lorsqu'il est alimenté en fluide haute pression à l'état liquide dans son tube interne et aussi comme surchauffeur des gaz d'aspiration dans son tube externe. (Figures N°1, 2, 8, 11, 12, :18) 30 Dans ce cas de figure, de part l'organisation du schéma fluidique, le réservoir de fluide frigorigène R contient une réserve de fluide haute pression à l'état liquide. L'autre particularité de l'échangeur Fluide/Fluide E3 étant de fonctionner comme dégazeur lorsqu'il est alimenté en fluide basse pression à l'état liquide dans son tube interne et aussi comme surchauffeur des gaz d'aspiration dans son 35 tube externe. (Figures N°4, 5, 6, 7, 14, 15, 16, 17) Dans ce cas de figure, de part l'organisation du schéma fluidique, le réservoir de fluide frigorigène R contient une réserve de fluide basse pression à l'état 1 liquide avec un ratio variable de fluide à l'état gazeux. La présence des vannes trois voies et des trois échangeurs El, E2 et E4, permettent les fonctions de désurchauffeur et de condenseur pour l'échangeur E2, de condenseur et d'évaporateur pour l'échangeur El et E4.

La présence et l'emplacement des vannes VEM1 et VEM 2 permettent le fonctionnement de l'échangeur E2 comme condenseur avec, soit l'échangeur E4 comme évaporateur, soit 'échangeur El comme évaporateur. La présence et l'emplacement du détendeur D2 augmente le rendement du système frigorifique en autorisant une pression de condensation différente entre le compresseur CP1 et le compresseur CP2 dans le cas d'une production calorifique sur l'échangeur E2 et sur l'échangeur El avec la vanne V3 N°1 fermée et les deux compresseurs CP1 et CP2 en fonctions. (Figure N°18) La disposition des différentes vannes et détendeurs permet la possibilité de gérer de façon isolée les différents échangeurs et ainsi de pouvoir les coupler dans différentes combinaisons, cette organisation permet aussi l'intégration facile d'un ou plusieurs échangeurs supplémentaires. (Exemple en Figure N°8) L'invention permet de surdimensionner la batterie de récupération énergétique sur le milieu extérieur et d'augmenter son rendement (E4 FIGURE 1 à 18). L'invention permet aussi l'installation d'un échangeur non réversible qui peut être utilisé en mode désurchauffeur des gaz de refoulement du ou des compresseurs, ou être utilisé en mode condenseur pour une restitution totale de l'énergie du fluide frigorigène condensé dans celui-ci, ou être utilisé en mode condensation partielle pour une restitution partielle des calories du fluide frigorigène traversant cet échangeur.

Cet échangeur est appelé E2 et est connecté à un circuit hydraulique pour une distribution d'énergie calorifique à un ou plusieurs milieux en demande de calories, cet échangeur n'est pas réversible. L'invention permet aussi l'installation d'un échangeur réversible qui peut être utilisé en mode condenseur des gaz de refoulement du ou des compresseurs pour une restitution totale de l'énergie du fluide frigorigène condensée dans celui-ci, ou être utilisé en mode évaporateur pour une évacuation totale de l'énergie frigorifique du fluide frigorigène traversant cet échangeur. Cet échangeur est appelé El et est connecté à un circuit hydraulique pour une distribution d'énergie calorifique ou frigorifique à un 35 ou plusieurs milieux en demandes de calories ou de frigories. L'invention permet aussi à l'échangeur El de récupérer l'énergie calorifique non absorbée par l'échangeur E2 lorsque celui est en rnode désurchauffeur ou 1 si E2 est en mode de condensation partielle. Par la présence de ces deux échangeurs E1 et E2 et sans ajout de régulations supplémentaires ou autres vannes mélangeuses sur les circuits hydrauliques, nous avons donc à disposition une pompe à chaleur équipée de deux circuits hydrauliques. Un circuit hydraulique non réversible E2 pour la distribution des calories puisées depuis l'échangeur extérieur E4 ou depuis l'échangeur E1 fonctionnant en mode évaporateur. Un circuit hydraulique réversible El pour la distribution des calories puisées 10 sur l'échangeur E4 et aussi ce même circuit pour la distribution d'eau glacée et une évacuation des calories vers l'échangeur E2, E4 ou E2+E4. L'invention permet donc la fonction de transfert d'énergie qui signifie la possibilité de récupérer des calories sur l'échangeur El en mode évaporateur pour la production d'eau glacée sur le circuit hydraulique El et en simultanée 15 la restitution de ces calories pour le chauffage du circuit hydraulique E2 via l'échangeur E2 en mode condenseur ou en mode désurchauffeur. Soit pour une consommation électrique de 1kw, une production frigorifique de 3,5 KW et calorifique de 4,5 KW avec aune seule machine. Cette fonction est utile et très économique lorsque l'on climatise un 20 bâtiment et qu'il existe une demande simultanée de production calorifique pour la production d'eau chaude sanitaire ou le chauffage d'une piscine. Pour autoriser ces fonctions et améliorer le rendement: énergétique de l'ensemble, certains composants frigorifiques ont été crées et d'autres ont été utilisés suivant un schéma frigorifique novateur. 25 Parmi les éléments crées , nous avons un échangeur Fluide/Fluide E3. II est composé d'un cylindre interne qui ne débouche que sur trois piquages N°6, N°7 et N°19 (FIGURE N°9 et N°10), et d'un cylindre externe qui débouche sur trois piquages N°10, N°11 et N°12 (FIGURE N°9 et N°10). Aucun débit de fluide ne passe du cylindre interne vers le cylindre externe 30 ou du cylindre externe vers le cylindre interne. Le fait que le cylindre interne ait été placé dans le cylindre externe ne sert qu'a réaliser un échange thermique entre le fluide frigorigène froid traversant le tube externe avant d'être aspiré par le ou les compresseurs et le fluide frigorigène plus chaud traversant le tube interne. 35 L'échange thermique se fait par la paroi du tube interne dans la section au contact du fluide frigorigène contenu dans le tube externe. Le tube de faible section au point 19 a pour fonction d'évacuer une partie du 1 fluide à l'état gazeux créé par la détente par le détendeur Dl lorsque celui-ci est traversé du point 8 vers le point 7. Dans ce cas de figure, le cylindre interne est alimenté en fluide frigorigène liquide basse pression avec un ratio minoritaire de fluide à l'état gazeux.

Le tube de faible section au point 19 a pour fonction de diminuer le ratio de fluide à l'état gazeux en l'évacuant du tube interne au point 19 vers le point 20. Le capillaire 2 a pour fonction de limiter le débit du point 19 vers le point 20 afin de ne pas évacuer de fluide à l'état liquide. Les pertes de charge de ce capillaire devront être calculées afin que le volume de fluide frigorigène à l'état gazeux évacué du point 19 vers le point 20 soit inférieur au volume de fluide frigorigène à l'état gazeux généré par le détendeur Dl lorsque celui-ci est traversé par le fluide du point 8 vers le point 7. Ainsi nous disposerons d'un fluide avec un ratio de fluide frigorigène en phase gazeuse plus faible au point 6 lorsque El est en mode évaporateur ce qui augmentera l'efficacité de l'échangeur El du fait d'une meilleure alimentation en liquide. Dans le cas ou le détendeur Dl est traversé par le fluide frigorigène du point 7 vers le point 8 (FIGURES N°1,2 et 8), l'échangeur Fluide/Fluide E3 est un équipement frigorifique novateur qui a pour fonction de sous-refroidir le liquide haute pression et de surchauffer les gaz d'aspiration lorsque l'échangeur El est en mode condenseur. Le diamètre du cylindre interne étant au moins 4 fois plus grand que la conduite liquide au point 6 et 7 (FIGURE N°9 et N°10), le fluide haute pression sous forme gazeuse se trouvera inévitablement récupéré en grande partie en haut du cylindre interne et une partie de ce fluide sera condensé par les frigories récupérées sur les gaz d'aspiration traversant le cylindre externe. L'absence de vanne quatre voies, la présence et le placement des vannes 2 voies et trois voies, le placement des deux détendeurs, la présence et le placement d'un capillaire et le placement des deux détendeurs font un schéma fluidique novateur. Afin de mieux comprendre le fonctionnement de ce système, il est nécessaire de se reporter aux figures de 1 à 18 qui rnontrent l'état: et le cheminement du fluide frigorigène en fonction des besoins en frigories ou en calories des différents échangeurs.

Pour les figures N°1 à N°8 et N°11 à N°18, les conduites ont été représentées de la façon suivante : Les conduites frigorifiques isolées ayant un débit de fluide frigorigène nul sont 1 représentées par des petits points . Les conduites frigorifiques traversées par un débit de fluide frigorigène haute pression et à l'état gazeux sont représentées par des petits tirets. Les conduites frigorifiques traversées par un débit de fluide frigorigène haute pression et à l'état liquide sont représentées par des traits pleins. Les conduites frigorifiques traversées par un débit de fluide frigorigène basse pression et à l'état liquide sont représentées par des doubles traits. Les conduites frigorifiques traversées par un débit de fluide frigorigène basse pression et à l'état gazeux sont représentées par des traits mixtes.

Les électrovannes sont représentées par deux triangles opposés qui sont noirs si l'électrovanne est fermée et blanc si l'électrovanne est ouverte. Les détendeurs sont représentés par deux triangles opposés qui sont noirs si le détendeur est fermé et blancs si le détendeur est ouvert et passant. Les vannes trois voies sont représentées par trois triangles opposés qui sont noirs si la vanne trois voies est fermée et blancs si la vanne trois voies est ouverte en indiquant quels sont les branches passantes. Les échangeurs à plaques sont alimentés en eau par des circulateurs qui pulse l'eau à travers ceux-ci. Les circulateurs P1 et P2 sont représentés par un triangle dans un cercle, triangle orienté dans le sens d'écoulement d'eau et compris dans un cercle : Si le triangle est blanc, cela signifie que le circulateur est en fonction et que l'eau traverse l'échangeur raccordé à celui-ci. Si le triangle est noir, cela signifie que le circulateur est hors fonction et que l'échangeur raccordé à celui-ci n'est pas alimenté en eau.

En figure N°1 est représenté le fonctionnement du système avec un compresseur sur deux en fonction et une production calorifique assurée sur l'échangeur El et E2. Le compresseur CP1 comprime et refoule le fluide frigorigène vers le point N°1. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°1 de 90°C.

Le fluide traverse l'échangeur E2 qui est un échangeur plaques irrigué en eau par le circulateur P2 pour la distribution ides calories. Le fluide traversant l'échangeur E2 est à haute pression et à haute température. L'eau traversant l'échangeur E2 étant plus froide que le fluide, les calories quittent le fluide pour le circuit d'eau E2.

Pour exemple, nous pouvons avoir une température du circuit d'eau à l'entrée de 45°C et de sortie de 48°C. Le fluide frigorigène quittant l'échangeur E2 au point 2 est donc plus froid qu'au 1 point N°1. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°2 de 45°C. Le fluide frigorigène traverse la vanne V3 N°1, le point N°3, le point N°4 et le point 5 N°20 pour ensuite rentrer dans l'échangeur El. L'eau traversant l'échangeur El étant plus froide que le fluide, les calories quittent le fluide pour le circuit d'eau El. Le fluide frigorigène se condense dans l'échangeur El et sort de celui-ci sous forme liquide haute pression au point N°5. 10 Pour exemple, nous pouvons avoir une température de condensation de 36°C, une température du circuit d'eau El à l'entrée de 33°C et de sortie de 35°C. Le fluide traverse le clapet anti retour Clä le point 6 et rentre dans le cylindre interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3. Pour exemple, au point 6, la température du fluide est de 35°C. 15 Le fluide condensé haute pression est sous refroidi dans l'échangeur E3 et sort au point 7. Pour exemple, la température au point 7 sera de 30°C, soit un sous-refroidissement de 5°C grâce à l'échangeur E3. Le fluide traverse le détendeur Dl où il est détendu et donc sous forme 20 liquide basse pression avec un ratio minoritaire en phase gazeuse au point 8. Pour exemple, la température du fluide au point 8 est cle -15°C. Le fluide traverse l'échangeur E4 qui est ventilé par le ventilateur VENT. Le fluide entre en ébullition en évacuant les frigories sur l'air traversant E4. Le fluide frigorigène quitte E4 au point 9 sous forme gazeuse basse pression. 25 Pour exemple, la température du fluide au point 9 sera de -10°C. Le fluide traverse V3 N°2 pour le point 10. Le fluide rentre dans le tube externe de l'échangeur E3 et est surchauffé au contact du tube interne de l'échangeur E3. Le fluide quitte l'échangeur E3 au point 1.1 et est aspiré par le compresseur CP1. 30 Pour exemple, la température du fluide au point 11 est de -5°C. En figure N°2 est représenté le fonctionnement du système avec deux compresseurs en fonction et une production calorifique assurée sur l'échangeur El et E2. La présence de l'échangeur E3 dans ce cas de figure esi: innovant du fait qu'il est 35 placé sur une section liquide haute pression du circuit frigorifique qui n'est pas toujours alimenté en liquide haute pression dans son tube interne. La conception et l'emplacement innovant de l'échangeur E3 permet à cet 1 organe des fonctions différentes en fonctions des besoins en calories et frigories des différents échangeurs installés. En figure N°1, l'échangeur E3 sert de surchauffeur des gaz d'aspiration, de sous refroidisseur de liquide haute pression avant le détendeur Dl et permet de stocker une quantité importante de fluide à l'état liquide dans son tube interne. La surchauffe des gaz d'aspiration et le sous-refroidissement du liquide avant le détendeur Dl permet d'augmenter le pourcentage de fluide à l'état liquide dans la l'échangeur E4 et donc d'augmenter le coefficient moyen de conductibilité de l'échangeur E4, soit un gain pour le rendement énergétique de l'ensemble.

Le fonctionnement décrit en figure N°2 est proche du fonctionnement décrit en figure N°1, les différences sont décrites ci-dessous: Augmentation du débit massique de fluide du fait de la mise en service du compresseur N°2. Compression et refoulement du fluide au point 13 et mélange de ce flux avec le 15 flux du premier compresseur au point N°4. Pour exemple, la température du fluide haute pression au point 13 est de 90°C. Du fait du mélange du flux gazeux provenant du compresseur N°1 ayant une température de 45°C et du flux gazeux provenant du compresseur N°2 ayant une température de 90°C, le mélange des deux flux 20 aura une température de 67,5°C si le débit massique des deux compresseurs est identique. Dans ce cas, les calories du compresseurs N°2 seront évacuées exclusivement par l'échangeur El au profit du circuit d'eau El. Pour exemple, du fait de l'augmentation de la puissance calorifique dissipée 25 sur l'échangeur El, la température de condensation augmente à 40°C et l'eau du circuit hydraulique N°1 entre à 33°C et sort à 38°C. Le fluide traverse le clapet anti retour Cl, le point 6 et rentre dans le cylindre interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3. Pour exemple, au point 6, la température du fluide est de 40°C. 30 Le fluide condensé haute pression est sous refroidi dans l'échangeur E3 et sort au point 7. Pour exemple, la température au point 7 sera de 35°C, soit un sous-refroidissement de 5°C grâce à l'échangeur E3. Le fluide traverse le détendeur Dl ou il est détendu et donc sous forme 35 liquide basse pression avec un ratio minoritaire en phase gazeuse au point 8. Pour exemple, la température du fluide au point 8 est de -18°C. Le fluide traverse l'échangeur E4 qui est ventilé par le ventilateur VENT. 1 Le fluide entre en ébullition en évacuant les frigories sur l'air traversant E4. Le fluide frigorigène quitte E4 au point 9 sous forme gazeuse basse pression. Pour exemple, la température du fluide au point 9 sera de -13°C. Le fluide traverse V3 N°2 pour le point 10.

Le fluide rentre dans le tube externe de l'échangeur E3 et est surchauffé au contact du tube interne de l'échangeur E3. Le fluide quitte l'échangeur E3 au point 11 et 12 et est aspiré par les compresseurs CP1 et CP2. Pour exemple, la température du fluide au point 12 est de -8°C.

Les fonctions de l'échangeur E3 sont identiques pour les figures 1 et 2. En figure N°3 est représenté le fonctionnement du système avec un compresseur sur deux en fonction et une production calorifique assurée sur l'échangeur E2. Le compresseur CP1 comprime et refoule le fluide frigorigène vers le point N°1. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°1 de 110°C. Le fluide traverse l'échangeur E2 qui est un échangeur plaques irrigué en eau par le circulateur P2 pour la distribution des calories. Le fluide traversant l'échangeur E2 est à haute pression et à haute température. L'eau traversant l'échangeur E2 étant plus froide que le fluide, les calories 20 quittent le fluide pour le circuit d'eau E2. Dans ce cas de figure, le fluide est condensé à 100% dans l'échangeur E2. Pour exemple, nous pouvons avoir une température du circuit d'eau à l'entrée de 60°C et de sortie de 65°C avec une température de condensation de 65°C. Le fluide frigorigène quittant l'échangeur E2 au point 2 est donc condensé et est 25 plus froid qu'au point N°1. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°2 de 64°C. La vanne V3 N°1 étant fermée, le fluide frigorigène traverse le point 15, le filtre F, le point 16, la vanne VEM2, le détendeur D2. 30 Le fluide traversant le détendeur D2 est détendu et se trouve donc sous forme liquide basse pression avec un ratio minoritaire en phase gazeuse au point 18. Pour exemple, la température du fluide au point 18 est de -15°C. Le fluide traverse l'échangeur E4 qui est ventilé par le ventilateur VENT. Le fluide entre en ébullition en évacuant les frigories sur l'air traversant E4. 35 Le fluide frigorigène quitte E4 au point 9 sous forme gazeuse basse pression. Pour exemple, la température du fluide au point 9 sera de -10°C. Le fluide traverse V3 N°2 pour le point 10. 1 Le fluide rentre dans le tube externe de l'échangeur E3, du fait que le débit de réfrigérant dans le cylindre interne de l'échangeur E3 est nul, aucune surchauffe des gaz d'aspiration n'est réalisée. Le fluide quitte l'échangeur E3 au point 11 et est aspiré par le compresseur CP1. 5 Dans ce cas, la température du fluide frigorigène au point N°11 est identique qu'au point N°10. La présence de l'échangeur E3 dans ce cas de figure est innovant du fait qu'il est placé sur une section liquide basse pression du circuit frigorifique qui n'est pas toujours alimenté en liquide basse pression dans son tube interne. 10 La conception et l'emplacement innovant de l'échangeur E3 permet à cet organe des fonctions différentes en fonctions des besoins en calories et frigories des différents échangeurs installés. En figure N°3, l'échangeur E3 a son tube interne refroidi par les gaz d'aspiration traversant son tube externe, ceci lui permet de stocker à 100% de ses capacités 15 une quantité importante de fluide à l'état liquide dans son tube interne. Cette fonction est importante car l'échangeur El, n'étant pas alimenté en fluide, se vide de tout son fluide à l'état liquide, il est donc utile de pouvoir stocker ce fluide dans le volume du cylindre interne de l'échangeur E3 qui lui reste froid. Si cette fonction n'était pas assurée, l'échangeur E2 aurait un rendement diminué 20 du fait d'une quantité de fluide à l'état liquide trop importante dans le circuit frigorifique et dans ce même échangeur E2. En figure N°4 est représenté le fonctionnement du système avec un compresseur sur deux en fonction et une production calorifique assurée sur l'échangeur E2 et une production frigorifique assurée sur l'échangeur E:1. 25 Ce mode de fonction est appelé transfert d'énergie. Le compresseur CP1 comprime et refoule le fluide frigorigène vers le point N°1. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°l de 90°C. Le fluide traverse l'échangeur E2 qui est un échangeur plaques irrigué en eau 30 par le circulateur P2 pour la distribution des calories. Le fluide traversant l'échangeur E2 est à haute pression et à haute température. L'eau traversant l'échangeur E2 étant plus froide que le fluide, les calories quittent le fluide pour le circuit d'eau E2. Dans ce cas de figure, le fluide est condensé à 100% dans l'échangeur E2. 35 Pour exemple, nous pouvons avoir une température du circuit d'eau à l'entrée de 60°C et de sortie de 65°C avec une température de condensation de 65°C. Le fluide frigorigène quittant l'échangeur E2 au point 2 est donc condensé et est 1 plus froid qu'au point N°1. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°2 de 64°C. La vanne V3 N°1 étant fermée, le fluide frigorigène traverse le point 15, le filtre F, le point 16, la vanne ouverte VEM1, le point 17, le point 8 et le détendeur Dl. Le fluide traversant le détendeur Dl est détendu et se trouve donc sous forme liquide basse pression avec un ratio minoritaire en phase gazeuse au point 7. Pour exemple, la température du fluide au point 7 est de +10°C. Le fluide entre dans le cylindre interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3 en état 10 liquide basse pression et à une température de 10°C avec un ratio variable de fluide basse pression à l'état gazeux. Le ratio de fluide basse pression à l'état gazeux se retrouve par gravité en partie supérieure du tube interne de l'échangeur E3. Une partie de ce volume de fluide frigorigène basse pression est alors évacué par 15 le tube de dégazage au point 19 qui est un piquage en partie haute du tube interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3. Le fluide frigorigène basse pression à l'état gazeux traverse ensuite le capillaire 2, le clapet anti-retour C2 le point 20, la vanne V3 N°2, le point 10, le point 11 et est aspiré par le compresseur N°1 20 La totalité du fluide frigorigène basse pression à l'état liquide et le restant du fluide frigorigène basse pression à l'état gazeux non évacué par le tube de dégazage au point 19 sortent au point 6 du tube interne de l'échangeur E3 avec une température égale à 10°C et avec un ration de fluide basse pression à l'état gazeux inférieur au point 7. 25 Le fluide traverse le capillaire 1 qui présente une perte de pression équivalente à un chute de température de 9°C. Le fluide étant détendu par le capillaire traverse le point 5 avec une température égale à +1°C. Le fluide entre dans l'échangeur El où il entre en ébullition en évacuant les 30 frigories sur le circuit d'eau El. Le fluide frigorigène quitte El sous forme gazeuse basse pression. Le fluide frigorigène sort de l'échangeur El, traverse le point 20, V3 N°2 et le point 10. Pour exemple, la température du fluide au point 10 sera de +5°C. 35 Le fluide rentre dans le tube externe de l'échangeur E3 et est surchauffé au contact du tube interne de l'échangeur E3. Le fluide quitte l'échangeur E3 au point 11 et est aspiré par le compresseur CP1. 1 Pour exemple, la température du fluide au point 11 est de +7°C. La présence de l'échangeur E3 dans ce cas de figure est innovant du fait qu'il est placé sur une section liquide basse pression du circuit frigorifique qui n'est pas toujours alimenté en liquide basse pression dans son tube interne.

La conception et l'emplacement innovant de l'échangeur E3 permet à cet organe des fonctions différentes en fonctions des besoins en calories et frigories des différents échangeurs installés. En figure N°4, l'échangeur E3 a son tube interne refroidi par les gaz d'aspiration traversant son tube externe, le tube interne étant alimenté par un liquide basse pression avec un pourcentage de fluide à l'état gazeux, il est judicieux de diminuer au maximum la quantité de fluide à l'état gazeux, l'échangeur E3 permet cette fonction en évacuant une partie de ce gaz via le tube 1!3 et en condensant une autre partie de ce gaz du fait du refroidissement provoqué par les gaz froids traversant le tube externe de l'échangeur E3.

Si cette fonction n'était pas assurée, l'échangeur El aurait un rendement diminué du fait d'une quantité de fluide à l'état liquide moins importante dans le circuit frigorifique au niveau du point 5 et dans l'échangeur El en mode évaporateur, cela diminuerait le coefficient moyen de conductibilité dans l'échangeur El et donc le rendement énergétique de l'ensemble.

En figure N°5 est représenté le fonctionnement du système avec un compresseur sur deux en fonction, une production calorifique assurée sur l'échangeur E2 et E4 et une production frigorifique assurée sur l'échangeur El. Ce mode de fonction est appelé transfert partiel d'énergie. Le compresseur CP1 comprime et refoule le fluide frigorigène vers le point N°1. 25 Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°1 de 80°C. Le fluide traverse l'échangeur E2 qui est un échangeur plaques irrigué en eau par le circulateur P2 pour la distribution des calories. Le fluide traversant l'échangeur E2 est à haute pression et à haute température. 30 L'eau traversant l'échangeur E2 étant plus froide que le fluide, les calories quittent le fluide pour le circuit d'eau E2. Dans ce cas de figure, le fluide est désurchauffé ou condensé partiellement dans l'échangeur E2. Pour exemple, dans le cas d'une utilisation de E2 comme désurchauffeur sans 35 aucune condensation, nous pouvons avoir une température du circuit d'eau E2 à l'entrée de 75°C et de sortie de 77°C avec une température de condensation de 50°C. 1 Le fluide frigorigène quittant l'échangeur E2 au point 2 est donc désurchauffé et à l'état gazeux haute pression. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°2 de 75°C.

Le fluide frigorigène traverse la vanne V3 N? 1, le point 14, le point 9, entre dans l'échangeur E4 ou il est condensé à 100%. Pour se faire, le ventilateur VENT est en fonction pour le refroidissement de l'échangeur E4. Dans ce cas de figure, l'évacuation des calories se fait sur l'échangeur E2 au profit du circuit d'eau E2 et sur l'échangeur E4 pour évacuer l'excédent d'énergie calorifique vers l'extérieur. Cette fonction est utile pour le stockage d'eau chaude sanitaire avec une température supérieure à 65°C pour l'élimination des bactéries en été. Le fluide sort de l'échangeur E4 au point 8, traverse le détendeur Dl.

Le fluide traversant le détendeur Dl est détendu et se trouve donc sous forme liquide basse pression avec un ratio minoritaire en phase gazeuse au point 7. Pour exemple, la température du fluide au point 7 est de +10°C. Le fluide entre dans le cylindre interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3 en état liquide basse pression et à une température de 10°C avec un ratio variable de 20 fluide basse pression à l'état gazeux. Le ratio de fluide basse pression à l'état gazeux se retrouve par gravité en partie supérieure du tube interne de l'échangeur E3. Une partie de ce volume de fluide frigorigène basse pression est alors évacué par le tube de dégazage au point 19 qui est un piquage en partie haute du tube 25 interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3. Le fluide frigorigène basse pression à l'état gazeux traverse ensuite le capillaire 2, le clapet anti-retour C2 le point 20, la vanne V3 N°2, le point 10, le point 11 et est aspiré par le compresseur N°1; La totalité du fluide frigorigène basse pression à l'état liquide et le restant du 30 fluide frigorigène basse pression à l'état gazeux non évacué par le tube de dégazage au point 19 sortent au point 6 du tube interne de l'échangeur E3 avec une température égale à 10°C et avec un ration de fluide basse pression à l'état gazeux inférieur au point 7. Le fluide traverse le capillaire qui présente une perte de pression équivalente 35 à un chute de température de 9°C. Le fluide étant détendu par le capillaire traverse le point 5 avec une température égale à +1°C. 1 Le fluide entre dans l'échangeur El où il entre en ébullition en évacuant les frigories sur le circuit d'eau E1. Le fluide frigorigène quitte El sous forme gazeuse basse pression. Le fluide frigorigène sort de l'échangeur El, traverse le point 20, V3 N°2 et le 5 point 10. Pour exemple, la température du fluide au point 10 sera de +5°C. Le fluide rentre dans le tube externe de l'échangeur E3 et est surchauffé au contact du tube interne de l'échangeur E:3. Le fluide quitte l'échangeur E3 au point 11 et est aspiré par le compresseur CP1. 10 Pour exemple, la température du fluide au point 11 est de +7°C. Le fonctionnement de l'échangeur E3 dans ce cas de figure est identique au cas précédant de la figure 4. En figure N°6 est représenté le fonctionnement du système avec deux compresseur sur deux en fonction, une production calorifique assurée sur 15 l'échangeur E4 pour le dégivrage et une production frigorifique assurée sur l'échangeur El. Ce mode de fonction est appelé mode dégivrage. Le dégivrage de la batterie extérieure sert a éliminer la glace qui obture et isole la batterie à ailettes extérieure qui récupère l'énergie calorifique sur l'air 20 extérieure. Le compresseur CP1 comprime et refoule le fluide frigorigène vers le point N°1. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°i de 80°C. Le fluide traverse l'échangeur E2. 25 Le circulateur P2 est stoppé afin de ne pas transmettre les calories au circuit d'eau E2. Le fluide frigorigène quittant l'échangeur E2 au point 2 est donc à l'état gazeux haute pression et à la même température qu'au point 1. Le fluide frigorigène traverse la vanne V3 N°1, le point :L4, le point 9, entre dans l'échangeur E4 ou il est condensé à 100%x. 30 Le ventilateur VENT est à l'arrêt afin de conserver la totalité de l'énergie calorifique du fluide frigorigène pour le dégivrage de la batterie. Le fluide sort de l'échangeur E4 au point 8, traverse le détendeur Dl. Le fluide traversant le détendeur Dl est détendu et se trouve donc sous forme liquide basse pression avec un ratio minoritaire en phase gazeuse au point 7. 35 Pour exemple, la température du fluide au point 7 est de +10°C. Le fluide entre dans le cylindre interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3 en état liquide basse pression et à une température de 10°C avec un ratio variable de 1 fluide basse pression à l'état gazeux. Le ratio de fluide basse pression à l'état gazeux se retrouve par gravité en partie supérieure du tube interne de l'échangeu,r E3. Une partie de ce volume de fluide frigorigène basse pression est alors évacué par 5 le tube de dégazage au point 19 qui est un piquage en partie haute du tube interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3. Le fluide frigorigène basse pression à l'état gazeux traverse ensuite le capillaire 2, le clapet anti-retour C2 le point 20, la vanne V3 N°2, le point 10, le point 11 et est aspiré par le compresseur N°1. 10 La totalité du fluide frigorigène basse pression à l'état liquide et le restant du fluide frigorigène basse pression à l'état gazeux non évacué par le tube de dégazage au point 19 sortent au point 6 du tube interne de l'échangeur E3 avec une température égale à 10°C et avec un ration de fluicle basse pression à l'état gazeux inférieur au point 7. 15 Le fluide traverse le capillaire qui présente une perte de pression équivalente à un chute de température de 9°C. Le fluide étant détendu par le capillaire traverse le point 5 avec une température égale à +1°C. Le fluide entre dans l'échangeur El où il entre en ébullition en évacuant les 20 frigories sur le circuit d'eau El. Le fluide frigorigène quitte El sous forme gazeuse basse pression. Le fluide frigorigène sort de l'échangeur El, traverse le point 20, V3 N°2 et le point 10. Pour exemple, la température du fluide au point 10 sera de +5°C. 25 Le fluide rentre dans le tube externe de l'échangeur E3 et est surchauffé au contact du tube interne de l'échangeur E3. Le fluide quitte l'échangeur E3 au point 1.1 et est aspiré par le compresseur CP1. Pour exemple, la température du fluide au point 11 est de +7°C. Le compresseur CP2 est mis en fonction afin de diminuer la durée du dégivrage 30 en augmentant la puissance de dégivrage d'un niveau égal à la puissance absorbée du compresseur CP2. Le compresseur CP2 refoule le fluide frigorigène au point 13. Le fluide frigorigène passe le point 4, la vanne trois voies N°2, le point 10, l'échangeur E3 et est aspiré par le compresseur CP2 après le point 13. 35 Sur ce parcours, aucun détendeur n'est installé, les gaz de refoulement du compresseur CP2 sont basse pression et à l'état gazeux. Le gaz ainsi véhiculé, s'est chargé de l'énergie calorifique consommée par le 1 compresseur N°2 et permet de surchauffer les gaz d'aspiration mélangés des deux compresseurs dans le tube externe de l'échangeur Fluide/Fluide E3. Ainsi nous augmentons la température du flux gazeux au point 11 et donc aussi la température de refoulement du CP1 au point 1.

Ceci a pour conséquence d'augmenter la puissance de dégivrage en proposant un système de dégivrage mixte par inversion de cycle et aussi par gaz chaud. Le fonctionnement de l'échangeur E3 dans ce cas de figure est identique au cas précédant de la figure 4 et 5. En figure N°7 est représenté le fonctionnement du système avec un compresseur sur deux en fonction, une production calorifique assurée sur l'échangeur E4 pour évacuer les calories à l'extérieur du bâtiment et une production frigorifique assurée sur l'échangeur El. Ce mode de fonction est appelé mode production d'eau glacée simple. Le compresseur CP1 comprime et refoule le fluide frigorigène vers le point N°1.

Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°1 de 80°C. Le fluide traverse l'échangeur E2. Dans ce cas de figure, nous considérons que le circuit d'eau 2 n'a pas de besoin en calorie et donc le circulateur P2 est stoppé afin de ne pas transmettre les calories 20 au circuit d'eau E2. Le fluide frigorigène quittant l'échangeur E2 au point 2 est donc à l'état gazeux haute pression et à la même température qu'au point 1_. Le fluide frigorigène traverse la vanne V3 N°1, le point :t4, le point 9, entre dans l'échangeur E4 ou il est condensé à 100%. 25 Le ventilateur VENT est mis en fonction pour refroidir l'échangeur extérieur à ailettes E4. Le fluide sort de l'échangeur E4 au point 8, traverse le détendeur Dl. Le fluide traversant le détendeur Dl est détendu et se trouve donc sous forme liquide basse pression avec un ratio minoritaire en phase gazeuse au point 7. 30 Pour exemple, la température du fluide au point 7 est de +10°C. Le fluide entre dans le cylindre interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3 en état liquide basse pression et à une température de 10°C avec un ratio variable de fluide basse pression à l'état gazeux. Le ratio de fluide basse pression à l'état gazeux se retrouve par gravité en partie 35 supérieure du tube interne de l'échangeur E3. Une partie de ce volume de fluide frigorigène basse pression est alors évacué par le tube de dégazage au point 19 qui est un piquage en partie haute du tube 1 interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3. Le fluide frigorigène basse pression à l'état gazeux traverse ensuite le capillaire 2, le clapet anti-retour C2, le point 20, la vanne V3 N°2, le point 10, le point 11 et est aspiré par le compresseur N°1; La totalité du fluide frigorigène basse pression à l'état liquide et le restant du fluide frigorigène basse pression à l'état gazeux non évacué par le tube de dégazage au point 19 sortent au point 6 du tube interne de l'échangeur E3 avec une température égale à 10°C et avec un ration de fluide basse pression à l'état gazeux inférieur au point 7.

Le fluide traverse le capillaire qui présente une perte de pression équivalente à un chute de température de 9°C. Le fluide étant détendu par le capillaire traverse le point 5 avec une température égale à +1°C. Le fluide entre dans l'échangeur El où il entre en ébullition en évacuant les 15 frigories sur le circuit d'eau El. Le fluide frigorigène quitte El sous forme gazeuse basse pression. Le fluide frigorigène sort de l'échangeur El, traverse le point 20, V3 N°2 et le point 10. Pour exemple, la température du fluide au point 10 sera de +5°C. 20 Le fluide rentre dans le tube externe de l'échangeur E3 et est surchauffé au contact du tube interne de l'échangeur E3. Le fluide quitte l'échangeur E3 au point 11 et est aspiré par le compresseur CP1. Pour exemple, la température du fluide au point 11 est de +7°C. Le fonctionnement de l'échangeur E3 dans ce cas de figure est identique au cas 25 précédant de la figure 4,5 et 6. En figure N°8 est représenté le fonctionnement du système avec deux compresseurs sur deux en fonction et une production calorifique assurée sur l'échangeur E1 et E2. La particularité de la figure 8 est de représenter l'ajout. d'un échangeur 30 supplémentaire E5 alimenté en eau par un circuit d'eau supplémentaire qui aurait pour fonction en exemple de récupérer des calories sur l'extraction d'air d'un bâtiment. Le compresseur CP1 comprime et refouie le fluide frigorigène vers le point N°1. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point 35 N°1 de 90°C. Le fluide traverse l'échangeur E2 qui est un échangeur plaques irrigué en eau par le circulateur P2 pour la distribution des calories. 1 Le fluide traversant l'échangeur E2 est à haute pression et à haute température. L'eau traversant l'échangeur E2 étant plus froide que le fluide, les calories quittent le fluide pour le circuit d'eau E2. Pour exemple, nous pouvons avoir une température du circuit d'eau à l'entrée 5 de 45°C et de sortie de 48°C. Le fluide frigorigène quittant l'échangeur E2 au point 2 est donc plus froid qu'au point N°1. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°2 de 45°C. 10 Le fluide frigorigène traverse la vanne V3 N°1, le point N°3,le point N°4 et N°20 pour ensuite rentrer dans l'échangeur El. L'eau traversant l'échangeur El étant plus froide que le fluide, les calories quittent le fluide pour le circuit d'eau El. Le fluide frigorigène se condense dans l'échangeur El et sort de celui-ci sous 15 forme liquide haute pression au point N°5. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de condensation de 36°C, une température du circuit d'eau El à l'entrée de 33°C et de sortie de 35°C. Le fluide traverse le clapet anti retour Cl, le point 6 et rentre dans le cylindre interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3. 20 Pour exemple, au point 6, la température du fluide est de 35°C. Le fluide condensé haute pression est sous refroidi dans l'échangeur E3 et sort au point 7. Pour exemple, la température au point 7 sera de 30°C, soit un sous-refroidissement de 5°C grâce à l'échangeur E3. 25 Le fluide traverse le détendeur Dl ou il est détendu et donc sous forme liquide basse pression avec un ratio minoritaire en phase gazeuse au point 8. Pour exemple, la température du fluide au point 8 est de -15°C. Le fluide traverse l'échangeur E4 qui est ventilé par le ventilateur VENT. Le fluide entre en ébullition en évacuant les frigories sur l'air traversant E4. 30 Le fluide frigorigène quitte E4 au point 9 sous forme gazeuse basse pression. En amont du détendeur Dl au niveau du point 7, une branche dérive une partie du fluide à l'état liquide haute pression vers le détendeur D3. Le fluide traverse le détendeur D3 ou il est détendu et donc sous forme liquide basse pression avec un ratio minoritaire en phase gazeuse. 35 Pour exemple, la température du fluide au point 8 est de +1°C. Le fluide traverse l'échangeur E5 qui est alimenté en eau par le circulateur P3. Pour exemple, l'eau d'alimentation de l'échangeur E5 a une température d'entrée 1 de +12°C et une température de sortie de +7°C. Le fluide frigorigène basse pression entre en ébullition et sort à l'état gazeux de l'échangeur E5 pour ensuite traverser Na vanne de régulation P. La vanne de régulation P est une vanne à pression constante automatique qui maintient la pression du fluide frigorigène régnant dans l'échangeur E5 à une valeur équivalente minimale de 0°C afin que la température d'évaporation soit supérieure à la température de prise en glace du circuit d'eau E3. Pour exemple, nous considérerons que la température d'évaporation dans l'échangeur E5 est de +1°C et que la température du gaz frigorigène traversant la vanne à pression constante a une température de +10°C et un état à 100% gazeux. Les flux gazeux provenant de l'échangeur E5 et de l'échangeur E4 se mélangent au niveau du point 9. Pour exemple, la température du fluide au point 9 sera de -5°C.

Le fluide traverse V3 N°2 pour le point 10. Le fluide rentre dans le tube externe de l'échangeur E3 et est surchauffé au contact du tube interne de l'échangeur E3. Le fluide quitte l'échangeur E3 au point 11 et 12, il est aspiré par les compresseurs CP1 et CP2.

Pour exemple, la température du fluide au point 11 et 12 est de +1°C. Le compresseur CP2 aspire le gaz basse pression au point 12 et refoule au point 13 le fluide à l'état gazeux haute pression. En figure N°9 est expliqué le fonctionnement de l'échangeur Fluide/Fluide E3 correspondant aux figures 1, 2 et 8.

Au point 10 entre un flux de fluide frigorigène basse pression à l'état gazeux et froid dans le cylindre externe de l'échangeur E3. La température de ce fluide peut être, par exemple, à une température de -10°C. Ce flux de fluide froid à l'état gazeux est au contacte de la parois extérieure du tube interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3.

Le tube interne étant alimenté en fluide haute pression à l'état liquide et à une température, par exemple, de 60°C, le flux de gaz frigorigène basse pression provenant du point 10 et sortant au point 11 pour être aspiré par le compresseur N°1 et le point 12 pour être aspiré par le compresseur N°2, est chauffé par la paroi externe du tube interne de l'échangeur E3.

Pour exemple, la température au point 11 et 12 peut avoir une valeur supérieure de 10°C par rapport au point 10. Nous générons ainsi une surchauffe des gaz d'aspiration entre le point 10 et 11 1 ainsi que entre le point 10 et 12 lorsque le compresseur 2 est en fonction. Inversement, I liquide haute pression à l'état liquide qui entre dans le tube interne de l'échangeur E3 est refroidie par la parois du tube interne au contacte des gaz froid du tube externe.

Le diamètre du tube interne doit être au moins 5 fois supérieur au diamètre des piquages 6 et 7 afin que le flux du tube 6 ne transite pas directement vers le tube 7. Par l'échange thermique en E3, la température du fluide au point 6 est supérieure à la température du fluide frigorigène haute pression à l'état liquide sortant au point 7.

Nous générons ainsi un sous refroidissement du liquide entre le point 6 et 7. Le piquage au point 19 a un débit nul du fait qu'il aboutit au point 20 et que la pression au point 20 est équivalente à celle qui règne au point 19. En figure N°10 est expliqué le fonctionnement de l'échangeur Fluide/Fluide E3 correspondant aux figures 4, 5, 6 et 7.

Au point 10 entre un flux de fluide frigorigène basse pression à l'état gazeux et froid dans le cylindre externe de l'échangeur E3. La température de ce fluide peut être, par exemple, à une température de +6°C. Ce flux de fluide froid à l'état gazeux est au contacte de la parois extérieure du tube interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3.

Le tube interne étant alimenté au point 7 en fluide basse pression à l'état liquide et à une température, par exemple, de +10°C, le flux de gaz frigorigène basse pression provenant du point 10 et sortant au point 11 pour être aspiré par le compresseur N°1 et le point 12 pour être aspiré par le compresseur N°2, est chauffé par la parois externe du tube interne de l'échangeur E3.

Pour exemple, la température au point 11 et 12 peut avoir une valeur supérieure de 2°C par rapport au point 10. Nous générons ainsi une surchauffe des gaz d'aspiration entre le point 10 et 11 ainsi que entre le point 10 et 12 lorsque le compresseur 2 est en fonction. Inversement, le liquide basse pression à l'état liquide qui entre dans le tube interne de l'échangeur E3 est refroidi par la paroi du tube interne au contacte des gaz froid du tube externe. Le diamètre du tube interne doit être au moins 5 fois supérieur au diamètre des piquages 7 et 6 afin que le flux du tube 7 ne transite pas directement vers le tube 6. Le liquide basse pression qui entre dans le tube interne de l'échangeur E3 est à l'état liquide avec un faible ratio à l'état gazeux du fait de la détente en Dl. L'échange thermique en E3 aura pour effet de refroidir le tube interne et ainsi de condenser une petite partie du fluide basse pression à l'état gazeux présent 1 au sommet du tube interne. Une autre partie de fluide à l'état gazeux au sommet du tube interne sera évacué par le piquage 19. Grâce à la présence du capillaire 1, l'échangeur El en mode évaporateur ainsi que le point 20, sont alimentés en fluide ayant une pression inférieure qu'au point 19. Il y aura donc un flux de gaz entre le point 19 vers le point 20 du fait que la pression au point 19 est supérieur au point 20. Le débit de gaz sera limité par le capillaire 2 qui sera calibré pour ne pas pouvoir évacuer la totalité de la poche de gaz au sommet du tube interne de l'échangeur E3.

II serait préjudiciable au système que du fluide frigorigène basse pression à l'état liquide passe par le capillaire 2 suite à l'évacuation de la totalité du fluide à l'état gazeux. Pour les installations de forte puissance, le capillaire peut être remplacé par un détendeur thermostatique avec une surchauffe réglée à 5°C.

Par ce fonctionnement novateur, le ratio de fluide à l'état liquide au point 6 est supérieur que le ratio de liquide présent au point 7. Le symbole nommé R est un réservoir de fluide frigorigène. II compense la quantité de fluide nécessaire au bon fonctionnement de l'installation en fonction des différentes fonctions des échangeurs, des conditions extérieures et des différentes températures de départs sur les circuits d'eau. II existe une version simplifiée de cette technologie, cette version est adaptée plus particulièrement aux machines mono-compresseur ou aux machines ayant au moins deux compresseurs mais avec une conduite de refoulement du compresseur N°2 qui rejoint la conduite de refoulement du compresseur N°1 au point 1 au lieux de rejoindre au point 4 comme indiqué sur les figures 1 à 8. En plus de cette modification au niveau du refoulement, le détendeur D2 est éliminé et la conduite passant au point 17 aboutit au point 6 au lieux d'aboutir au point 8 comme indiquée dans les figures 1 à 8. La représentation de ceci est faite sur les figures 11 à 17.

En figure N°11, le cheminement du fluide est identique à celui de la figure N°1 : En figure N°11 est représenté le fonctionnement du système avec un compresseur sur deux en fonction et une production calorifique assurée sur l'échangeur El et E2. Le compresseur CP1 comprime et refoule le fluide frigorigène vers le point N°1. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°1 de 90°C. Le fluide traverse l'échangeur E2 qui est un échangeur plaques irrigué en eau par le circulateur P2 pour la distribution des calories. 1 Le fluide traversant l'échangeur E2 est à haute pression et à haute température. L'eau traversant l'échangeur E2 étant plus froide que le fluide, les calories quittent le fluide pour le circuit d'eau E2. Pour exemple, nous pouvons avoir une température du circuit d'eau à l'entrée 5 de 45°C et de sortie de 48°C. Le fluide frigorigène quittant l'échangeur E2 au point 2 est donc plus froid qu'au point N°1. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°2 de 44°C. 10 Le fluide frigorigène traverse la vanne V3 N°1, le point N°3, le point N°4 et le point N°20 pour ensuite rentrer dans l'échangeur El. L'eau traversant l'échangeur El étant plus froide que le fluide, les calories quittent le fluide pour le circuit d'eau El. Le fluide frigorigène se condense dans l'échangeur El et sort de celui-ci sous 15 forme liquide haute pression au point N°5. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de condensation de 36°C, une température du circuit d'eau El à l'entrée de 33°C et à la sortie de 35°C. Le fluide traverse le clapet anti retour Cl, le point 6 et rentre dans le cylindre interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3. 20 Pour exemple, au point 6, la température du fluide est de 35°C. Le fluide condensé haute pression est sous refroidi dans l'échangeur E3 et sort au point 7. Pour exemple, la température au point 7 sera de 30°C, :soit un sous-refroidissement de 5°C grâce à l'échangeur E3. 25 Le fluide traverse le détendeur Dl où il est détendu et donc sous forme liquide basse pression avec un ratio minoritaire en phase gazeuse au point 8. Pour exemple, la température du fluide au point 8 est cle -15°C. Le fluide traverse l'échangeur E4 qui est ventilé par le ventilateur VENT. Le fluide entre en ébullition en évacuant les frigories sur l'air traversant E4. 30 Le fluide frigorigène quitte E4 au point 9 sous forme gazeuse basse pression. Pour exemple, la température du fluide au point 9 sera de -10°C. Le fluide traverse V3 N°2 pour le point 10. Le fluide rentre dans le tube externe de l'échangeur E3 et est surchauffé au contact du tube interne de l'échangeur E3. 35 Le fluide quitte l'échangeur E3 au point 11 et est aspiré par le compresseur CP1. Pour exemple, la température du fluide au point 11 est de -5°C. La présence de l'échangeur E3 dans ce cas de figure est innovant du fait qu'il est 1 placé sur une section liquide haute pression du circuit frigorifique qui n'est pas toujours alimenté en liquide haute pression dans son tube interne. La conception et l'emplacement innovant de l'échangeur E3 permet à cet organe des fonctions différentes en fonctions des besoins en calories et frigories 5 des différents échangeurs installés. En figure N°11, l'échangeur E3 sert de surchauffeur des gaz d'aspiration, de sous refroidisseur de liquide haute pression avant le détendeur Dl et permet de stocker une quantité importante de fluide à l'état liquide dans son tube interne. La surchauffe des gaz d'aspiration et le sous-refroidissement du liquide avant le 10 détendeur Dl permet d'augmenter le pourcentage de fluide à l'état liquide dans la l'échangeur E4 et donc d'augmenter le coefficient moyen de conductibilité de l'échangeur E4, soit un gain pour le rendement énergétique de l'ensemble. En figure N°12, la fonction des échangeurs El, E2 et E4 est identique à la fonction relevée en figure N°2 mais le cheminement du fluide est différent. 15 En figure N°12 est représenté le fonctionnement du système avec deux compresseurs en fonction et une production calorifique assurée sur l'échangeur El et E2. Le fonctionnement décrit en figure N°12 est proche du fonctionnement décrit en figure N°11, les différences sont décrites ci-dessous: 20 Augmentation du débit massique de fluide du fait de la mise en service du compresseur N°2. Compression et refoulement du fluide au point 1 par le compresseur CP1. Compression et refoulement du fluide au point 13 par le compresseur CP2. Mélange de ces deux flux point N°1. 25 Dans ce cas, les calories du compresseurs N°1 et N°2 seront évacuées par l'échangeur El et E2 au profit du circuit d'eau El et E2. Le fluide traverse l'échangeur E2 qui est un échangeur plaques irrigué en eau par le circulateur P2 pour la distribution des calories. Le fluide traversant l'échangeur E2 est à haute pression et à haute température. 30 L'eau traversant l'échangeur E2 étant plus froide que le fluide, les calories quittent le fluide pour le circuit d'eau E2. Pour exemple, nous pouvons avoir une température du circuit d'eau à l'entrée de 45°C et de sortie de 48°C. Le fluide frigorigène quittant l'échangeur E2 au point 2 est donc plus froid qu'au 35 point N°1. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°2 de 45°C. 1 Le fluide frigorigène traverse la vanne V3 N°1, le point N°3, le point N°4 et le point N°20 pour ensuite rentrer dans l'échangeur El. L'eau traversant l'échangeur El étant plus froide que le fluide, les calories quittent le fluide pour le circuit d'eau El.

Le fluide frigorigène se condense dans l'échangeur El el: sort de celui-ci sous forme liquide haute pression au point N°5. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de condensation de 36°C, une température du circuit d'eau El à l'entrée de 33°C et de sortie de 35°C. Le fluide traverse le clapet anti retour Cl, le point 6 et rentre dans le cylindre interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3. Pour exemple, au point 6, la température du fluide est de 35°C. Le fluide condensé haute pression est sous refroidi danse l'échangeur E3 et sort au point 7. Pour exemple, la température au point 7 sera de 30°C, soit un sous-refroidissement de 5°C grâce à l'échangeur E3. Le fluide traverse le détendeur Dl où il est détendu et donc sous forme liquide basse pression avec un ratio minoritaire en phase gazeuse au point 8. Pour exemple, la température du fluide au point 8 est de -15°C. Le fluide traverse l'échangeur E4 qui est ventilé par le ventilateur VENT.

Le fluide entre en ébullition en évacuant les frigories sur l'air traversant E4. Le fluide frigorigène quitte E4 au point 9 sous forme gazeuse basse pression. Pour exemple, la température du fluide au point 9 sera de -10°C. Le fluide traverse V3 N°2 pour le point 10. Le fluide rentre dans le tube externe de l'échangeur E3 et est surchauffé au 25 contact du tube interne de l'échangeur E3. Le fluide quitte l'échangeur E3 au point 11 et est aspiré par le compresseur CP1. Pour exemple, la température du fluide au point 11 est de -5°C. Le fluide quitte l'échangeur E3 au point 12 et est aspiré par le compresseur CP2. Les fonctions de l'échangeur E3 sont identiques pour les figures 11 et 12. 30 Pour exemple, la température du fluide au point 12 est de -5°C. En figure N°13, la fonction des échangeurs El, E2 et E4 est identique à la fonction relevée en figure N°3 mais le cheminement du fluide est différent. En figure N°13 est représenté le fonctionnement du système avec un compresseur sur deux en fonction et une production calorifique assurée sur l'échangeur E2. 35 Le compresseur CP1 comprime et refoule le fluide frigorigène vers le point N°1. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°1 de 110°C. 1 Le fluide traverse l'échangeur E2 qui est un échangeur à plaques irrigué en eau par le circulateur P2 pour la distribution des calories. Le fluide traversant l'échangeur E2 est à haute pression et à haute température. L'eau traversant l'échangeur E2 étant plus froide que le fluide, les calories 5 quittent le fluide pour le circuit d'eau E2. Dans ce cas de figure, le fluide est condensé à 100% dans l'échangeur E2. Pour exemple, nous pouvons avoir une température du circuit d'eau à l'entrée de 60°C et de sortie de 65°C avec une température de condensation de 65°C. Le fluide frigorigène quittant l'échangeur E2 au point 2 est donc condensé et est 10 plus froid qu'au point N°1. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°2 de 64°C. La vanne V3 N°1 étant fermée, le fluide frigorigène traverse le point 15, le filtre F, le point 16, la vanne VEM2, le point 17, le point 6, l'échangeur E3, le point 7, le 15 détendeur Dl. Le fluide traversant le détendeur Dl est détendu et se trouve donc sous forme liquide basse pression avec un ratio minoritaire en phase gazeuse au point 8. Pour exemple, la température du fluide au point 8 est cle -15°C. Le fluide traverse l'échangeur E4 qui est ventilé par le ventilateur VENT. 20 Le fluide entre en ébullition en évacuant les frigories sur l'air traversant E4. Le fluide frigorigène quitte E4 au point 9 sous forme gazeuse basse pression. Pour exemple, la température du fluide au point 9 sera de -10°C. Le fluide traverse V3 N°2 pour le point 10. Le fluide rentre dans le tube externe de l'échangeur E3 et est surchauffé au 25 contact du tube interne de l'échangeur E3. Le fluide quitte l'échangeur E3 au point 11 et est aspiré par le compresseur CP1. Pour exemple, la température du fluide au point 11 est: de -5°C. Le fluide quitte l'échangeur E3 au point 12 et est aspiré par le compresseur CP2. Pour exemple, la température du fluide au point 12 est: de -5°C. 30 Cette fonction est importante car l'échangeur El, n'étant pas alimenté en fluide, se vide de tout son fluide à l'état liquide, il est donc utile de pouvoir stocker ce fluide dans le volume du cylindre interne de l'échangeur E3 qui lui reste froid. Si cette fonction n'était pas assurée, l'échangeur E2 aurait un rendement diminué du fait d'une quantité de fluide à l'état liquide trop importante dans le circuit 35 frigorifique et dans ce même échangeur E2. En figure N°14, la fonction des échangeurs El, E2 et E4 est identique à la fonction relevée en figure N°4 mais le cheminement du fluide est différent. 1 En figure N°14 est représenté le fonctionnement du système avec deux compresseurs sur deux en fonction et une. production calorifique assurée sur l'échangeur E2 et une production frigorifique assurée sur l'échangeur El. Ce mode de fonction est appelé transfert d'énergie.

Le compresseur CP1 et le compresseur CP2 compriment et refoulent le fluide frigorigène vers le point N°1 et N°13. La jonction du tube de refoulement du compresseur N°2 se fait au point 1. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°1 de 90°C.

Le fluide traverse l'échangeur E2 qui est un échangeur plaques irrigué en eau par le circulateur P2 pour la distribution des calories. Le fluide traversant l'échangeur E2 est à haute pression et à haute température. L'eau traversant l'échangeur E2 étant plus froide que le fluide, les calories quittent le fluide pour le circuit d'eau E2.

Dans ce cas de figure, le fluide est condensé à 100% dans l'échangeur E2. Pour exemple, nous pouvons avoir une température du circuit d'eau à l'entrée de 60°C et de sortie de 65°C avec une température de condensation de 65°C. Le fluide frigorigène quittant l'échangeur E2 au point 2 est donc condensé et est plus froid qu'au point N°1.

Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°2 de 64°C. La vanne V3 N°1 étant fermée, le fluide frigorigène traverse le point 15, le filtre F, le point 16, la vanne ouverte VEM1, le point 18, le poins: 8 et le détendeur Dl. Le fluide traversant le détendeur Dl est détendu et se trouve donc sous forme liquide basse pression avec un ratio minoritaire en phase gazeuse au point 7. Pour exemple, la température du fluide au point 7 est cle +10°C. Le fluide entre dans le cylindre interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3 en état liquide basse pression et à une température de 10°C avec un ratio variable de fluide basse pression à l'état gazeux.

Le ratio de fluide basse pression à l'état gazeux se retrouve par gravité en partie supérieure du tube interne de l'échangeur E3. Une partie de ce volume de fluide frigorigène basse pression est alors évacué par le tube de dégazage au point 19 qui est un piquage en partie haute du tube interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3.

Le fluide frigorigène basse pression à l'état gazeux traverse ensuite le capillaire 2, le clapet anti-retour C2 le point 20, la vanne V3 N°2, le point 10, le point 11 et est aspiré par le compresseur N°1 1 La totalité du fluide frigorigène basse pression à l'état liquide et le restant du fluide frigorigène basse pression à l'état gazeux non évacué par le tube de dégazage au point 19 sortent au point 6 du tube interne de l'échangeur E3 avec une température égale à 10°C et avec un ratio de fluide basse pression à l'état gazeux inférieur au point 7. Le fluide traverse le capillaire 1 qui présente une perte de pression équivalente à un chute de température de 9°C. Le fluide étant détendu par le capillaire 1 traverse le point 5 avec une température égale à +1°C.

Le fluide entre dans l'échangeur El où il entre en ébullition en évacuant les frigories sur le circuit d'eau El. Le fluide frigorigène quitte El sous forme gazeuse basse pression. Le fluide frigorigène sort de l'échangeur El, traverse le point 20, V3 N°2 et le point 10.

Pour exemple, la température du fluide au point 10 sera de +5°C. Le fluide rentre dans le tube externe de l'échangeur E3 et est surchauffé au contact du tube interne de l'échangeur E3. Le fluide quitte l'échangeur E3 au point 1:1 et est aspiré par le compresseur CP1. Pour exemple, la température du fluide au point 11 est de +7°C.

Le fluide quitte l'échangeur E3 au point 12 et est aspiré par le compresseur CP2. Pour exemple, la température du fluide au point 12 est de +7°C. En figure N°15, la fonction des échangeurs El, E2 et E4 est identique à la fonction relevée en figure N°5 mais le cheminement du fluide est différent. La présence de l'échangeur E3 dans ce cas de figure est innovant du fait qu'il est 25 placé sur une section liquide basse pression du circuit frigorifique qui n'est pas toujours alimenté en liquide basse pression dans son tube interne. La conception et l'emplacement innovant de l'échangeur E3 permet à cet organe des fonctions différentes en fonctions des besoins en calories et frigories des différents échangeurs installés. 30 En figure N°14, l'échangeur E3 a son tube interne refroidi par les gaz d'aspiration traversant son tube externe, le tube interne étant alimenté par un liquide basse pression avec un pourcentage de fluide à l'état gazeux, il est judicieux de diminuer au maximum la quantité de fluide à l'état gazeux, l'échangeur E3 permet cette fonction en évacuant une partie de ce gaz via le tube 19 et en condensant une 35 autre partie de ce gaz du fait du refroidissement provoqué par les gaz froids traversant le tube externe de l'échangeur E3. Si cette fonction n'était pas assurée, l'échangeur El aurait un rendement diminué 1 du fait d'une quantité de fluide à l'état liquide moins importante dans le circuit frigorifique au niveau du point 5 et dans l'échangeur El en mode évaporateur, cela diminuerait le coefficient moyen de conductibilité dans l'échangeur El et donc le rendement énergétique de l'ensemble.

En figure N°15 est représenté le fonctionnement du système avec deux compresseurs sur deux en fonction, une production calorifique assurée sur l'échangeur E2 et E4 et une production frigorifique assurée sur l'échangeur El. Ce mode de fonction est appelé transfert partiel d'énergie. Le compresseur CP1 et le compresseur CP2 compriment et refoulent le fluide 10 frigorigène vers le point N°1 et N°13. La jonction du tube de refoulement du compresseur N°2 se fait au point 1. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°1 de 80°C. Le fluide traverse l'échangeur E2 qui est un échangeur plaques irrigué en eau 15 par le circulateur P2 pour la distribution des calories. Le fluide traversant l'échangeur E2 est à haute pression et à haute température. L'eau traversant l'échangeur E2 étant plus froide que le fluide, les calories quittent le fluide pour le circuit d'eau E2. Dans ce cas de figure, le fluide est désurchauffé ou condensé partiellement dans 20 l'échangeur E2. Pour exemple, dans le cas d'une utilisation de E2 comme désurchauffeur sans aucune condensation, nous pouvons avoir une température du circuit d'eau E2 à l'entrée de 75°C et de sortie de 77°C avec une température de condensation de 50°C. 25 Le fluide frigorigène quittant l'échangeur E2 au point 2 est donc désurchauffé et à l'état gazeux haute pression. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°2 de 75°C. Le fluide frigorigène traverse la vanne V3 N°1, le point 14, le point 9, entre dans 30 l'échangeur E4 ou il est condensé à 100%. Pour se faire, le ventilateur VENT est en fonction pour le refroidissement de l'échangeur E4. Dans ce cas de figure, l'évacuation des calories se fait sur l'échangeur E2 au profit du circuit d'eau E2 et sur l'échangeur E4 pour évacuer l'excédent d'énergie 35 calorifique vers l'extérieur. Cette fonction est utile pour le stockage d"eau chaude sanitaire avec une température supérieure à 65°C pour l'élimination des bactéries en été. 1 Le fluide sort de l'échangeur E4 au point 8, traverse le détendeur Dl. Le fluide traversant le détendeur Dl est détendu et se trouve donc sous forme liquide basse pression avec un ratio minoritaire en phase gazeuse au point 7. Pour exemple, la température du fluide au point 7 est de +10°C.

Le fluide entre dans le cylindre interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3 en état liquide basse pression et à une température de 10°C avec un ratio variable de fluide basse pression à l'état gazeux. Le ratio de fluide basse pression à l'état gazeux se retrouve par gravité en partie supérieure du tube interne de l'échangeur E3.

Une partie de ce volume de fluide frigorigène basse pression est alors évacué par le tube de dégazage au point 19 qui est un piquage en partie haute du tube interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3. Le fluide frigorigène basse pression à l'état gazeux traverse ensuite le capillaire 2, le clapet anti-retour C2 le point 20, la vanne V3 N°2, le point 10, le point 11 et 12 est aspiré par le compresseur CP1 et CP2. La totalité du fluide frigorigène basse pression à l'état liquide et le restant du fluide frigorigène basse pression à l'état gazeux non évacué par le tube de dégazage au point 19 sortent au point 6 clu tube interne de l'échangeur E3 avec une température égale à 10°C et avec un ratio de fluide basse pression à l'état gazeux inférieur au point 7. Le fluide traverse le capillaire qui présente une perte de pression équivalente à un chute de température de 9°C. Le fluide étant détendu par le capillaire traverse le point 5 avec une température égale à +1°C.

Pour exemple, la température du fluide au point 10 sera de +5°C. Le fluide rentre dans le tube externe de l'échangeur E3 et est surchauffé au contact du tube interne de l'échangeur E3. Le fluide quitte l'échangeur E3 au point 11 et est aspiré par le compresseur CP1. Pour exemple, la température du fluide au point 11 est de +7°C.

Le fluide quitte l'échangeur E3 au point 12 et est aspiré par le compresseur CP2. Pour exemple, la température du fluide au point 12 est de +7°C. Le fonctionnement de l'échangeur E3 dans ce cas de figure est identique au cas 1 précédant de la figure 14. En figure N°16, la fonction des échangeurs El, E2 et E4 est identique à la fonction relevée en figure N°6 mais le cheminement du fluide est différent. En figure N°16 est représenté le fonctionnement du système avec un compresseur sur deux en fonction, une production calorifique assurée sur l'échangeur E4 pour le dégivrage et une production frigorifique assurée sur l'échangeur El. Ce mode de fonction est appelé mode dégivrage. Le dégivrage de la batterie extérieure sert a éliminer la glace qui obture et isole la batterie à ailettes extérieure qui récupère l'énergie calorifique sur l'air extérieure. Le compresseur CP1 comprime et refoule le fluide frigorigène vers le point N°1. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°1 de 80°C.

Le fluide traverse l'échangeur E2. Le circulateur P2 est stoppé afin de ne pas transmettre les calories au circuit d'eau E2. Le fluide frigorigène quittant l'échangeur E2 au point 2 est donc à l'état gazeux haute pression et à la même température qu'au point 1. Le fluide frigorigène traverse la vanne V3 N°1, le point 14, le point 9, entre dans 20 l'échangeur E4 ou il est condensé à 100%. Le ventilateur VENT est à l'arrêt afin de conserver la totalité de l'énergie calorifique du fluide frigorigène pour le dégivrage de la batterie. Le fluide sort de l'échangeur E4 au point 8, traverse le détendeur Dl. Le fluide traversant le détendeur Dl est détendu et se trouve donc sous forme 25 liquide basse pression avec un ratio minoritaire en phase gazeuse au point 7. Pour exemple, la température du fluide au point 7 est de +10°C. Le fluide entre dans le cylindre interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3 en état liquide basse pression et à une température de 10°C avec un ratio variable de fluide basse pression à l'état gazeux. 30 Le ratio de fluide basse pression à l'état gazeux se retrouve par gravité en partie supérieure du tube interne de l'échangeur E3. Une partie de ce volume de fluide frigorigène basse pression est alors évacué par le tube de dégazage au point 19 qui est un piquage en partie haute du tube interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3. 35 Le fluide frigorigène basse pression à l'état gazeux traverse ensuite le capillaire 2, le clapet anti-retour C2 le point 20, la vanne V3 N°2, le point 10, le point 11 et est aspiré par le compresseur N°1. 1 La totalité du fluide frigorigène basse pression à l'état liquide et le restant du fluide frigorigène basse pression à l'état gazeux non évacué par le tube de dégazage au point 19 sortent au point 6 du tube interne de l'échangeur E3 avec une température égale à 10°C et avec un ratio de fluide basse pression à l'état 5 gazeux inférieur au point 7. Le fluide traverse le capillaire qui présente une perte de pression équivalente à un chute de température de 9°C. Le fluide étant détendu par le capillaire 1 traverse le point 5 avec une température égale à +1°C. 10 Le fluide entre dans l'échangeur El où il entre en ébullition en évacuant les frigories sur le circuit d'eau El. Le fluide frigorigène quitte El sous forme gazeuse basse pression. Le fluide frigorigène sort de l'échangeur El, traverse le point 20, V3 N°2 et le point 10. 15 Pour exemple, la température du fluide au point 10 sera de +5°C. Le fluide rentre dans le tube externe de l'échangeur E3 et est surchauffé au contact du tube interne de l'échangeur E3. Le fluide quitte l'échangeur E3 au point 11 et est aspiré par le compresseur CP1. Pour exemple, la température du fluide au point 11 est de +7°C. 20 Le fonctionnement de l'échangeur E3 dans ce cas de figure est identique au cas précédant de la figure 14 et 15. En figure N°17, la fonction des échangeurs El, E2 et E4 est identique à la fonction relevée en figure N°7 mais le cheminement du fluide est différent. En figure N°17 est représenté le fonctionnement du système avec deux 25 compresseurs sur deux en fonction, une production calorifique assurée sur l'échangeur E4 pour évacuer les calories à l'extérieur du bâtiment et une production frigorifique assurée sur l'échangeur El. Ce mode de fonction est appelé mode production d'eau glacée simple. Le compresseur CP1 et le compresseur CP2 compriment et refoulent le fluide 30 frigorigène vers le point N°1 et N°13. La jonction du tube de refoulement du compresseur N°2 se fait au point 1. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°1 de 80°C. Le fluide traverse l'échangeur E2. 35 Dans ce cas de figure, nous considérons que le circuit d'eau E2 n'a pas de besoin en calories et donc le circulateur P2 est stoppé afin de ne pas transmettre les calories au circuit d'eau E2. 1 Le fluide frigorigène quittant l'échangeur E2 au point 2 est donc à l'état gazeux haute pression et à la même température qu'au point 1. Le fluide frigorigène traverse la vanne V3 N°1, le point 14, le point 9, entre dans l'échangeur E4 ou il est condensé à 100%.

Le ventilateur VENT est en fonction pour refroidir l'échangeur extérieur à ailettes E4. Le fluide sort de l'échangeur E4 au point 8, traverse le détendeur Dl. Le fluide traversant le détendeur Dl est détendu et se trouve donc sous forme liquide basse pression avec un ratio minoritaire en phase gazeuse au point 7. Pour exemple, la température du fluide au point 7 est de +10°C.

Une partie de ce volume de fluide frigorigène basse pression est alors évacué par le tube de dégazage au point 19 qui est un piquage en partie haute du tube interne de l'échangeur Fluide/Fluide E3. Le fluide frigorigène basse pression à l'état gazeux traverse ensuite le capillaire 2, le clapet anti-retour C2, le point 20, la vanne V3 N°2, le point 10, le point 11 et 20 est aspiré par le compresseur N°1; La totalité du fluide frigorigène basse pression à l'état liquide et le restant du fluide frigorigène basse pression à l'état gazeux non évacué par le tube de dégazage au point 19 sortent au point 6 du tube interne de l'échangeur E3 avec une température égale à 10°C et avec un ratio de fluide basse pression à l'état 25 gazeux inférieur au point 7. Le fluide traverse le capillaire qui présente une perte de pression équivalente à un chute de température de 9°C. Le fluide étant détendu par le capillaire traverse le point 5 avec une température égale à +1°C. 30 Le fluide entre dans l'échangeur El où il entre en ébullition en évacuant les frigories sur le circuit d'eau El. Le fluide frigorigène quitte El sous forme gazeuse basse pression. Le fluide frigorigène sort de l'échangeur El, traverse le point 20, V3 N°2 et le point 10. 35 Pour exemple, la température du fluide au point 10 sera de +5°C. Le fluide rentre dans le tube externe de l'échangeur E3 et est surchauffé au contact du tube interne de l'échangeur E3. :33 1 Le fluide quitte l'échangeur E3 au point 11. et est aspiré par le compresseur CP1. Pour exemple, la température du fluide au point 11 est de +7°C. Le fluide quitte l'échangeur E3 au point 12 et est aspiré par le compresseur CP1. Pour exemple, la température du fluide au point 12 est de +7°C.

Le fonctionnement de l'échangeur E3 dans ce cas de figure est identique au cas précédant de la figure 14,15 et 16. En figure N°18 est représenté le fonctionnement du système avec 2 compresseurs sur deux en fonction et une production calorifique assurée sur l'échangeur E2 et sur l'échangeur El.

La figure 18 ne fait pas parti du système simplifier et intègre donc le détendeur D2 dans son schéma fluidique. Le compresseur CP1 comprime et refoule le fluide frigorigène vers le point N°1. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°1 de 110°C.

Le fluide traverse l'échangeur E2 qui est un échangeur plaques irrigué en eau par le circulateur P2 pour la distribution dies calories. Le fluide traversant l'échangeur E2 est à haute pression et à haute température. L'eau traversant l'échangeur E2 étant plus froide que le fluide, les calories quittent le fluide pour le circuit d'eau E2.

Dans ce cas de figure, le fluide est condensé à 1009 dans l'échangeur E2. Pour exemple, nous pouvons avoir une température du circuit d'eau à l'entrée de 60°C et de sortie de 65°C avec une température de condensation de 65°C. Le fluide frigorigène quittant l'échangeur E2 au point 2 est donc condensé et est plus froid qu'au point N°1.

Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°2 de 64°C. La vanne V3 N°1 étant fermée, le fluide frigorigène traverse le point 15, le filtre F, le point 16, la vanne VEM2, le détendeur D2. Le fluide traversant le détendeur D2 est détendu et se trouve donc sous forme 30 liquide basse pression avec un ratio minoritaire en phase gazeuse au point 18. Pour exemple, la température du fluide au point 18 est de -15°C. Le compresseur CP2 comprime et refoule le fluide frigorigène vers le point N°13. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point N°13 de 60°C. 35 Le fluide traverse le point 4, le point 20 et entre dans l'échangeur El qui est un échangeur à plaques irrigué en eau par le circulateur P2 pour la distribution des calories. 1 Le fluide traversant l'échangeur El est à haute pression et à haute température. L'eau traversant l'échangeur El étant plus froide que le fluide, les calories quittent le fluide pour le circuit d'eau El. Dans ce cas de figure, le fluide est condensé à 100% dans l'échangeur El.

Pour exemple, nous pouvons avoir une température du circuit d'eau à l'entrée de 30°C et de sortie de 35°C avec une température de condensation de 38°C. Le fluide frigorigène quittant l'échangeur El au point 5 est donc condensé et est plus froid qu'au point N°20. Pour exemple, nous pouvons avoir une température de référence au point 10 N°2 de 37°C. Le fluide frigorigène provenant du point 5 traverse le cla pet anti-retour Cl, le point 6, entre dans le tube interne de 'échangeur Fluide/Fluide E3, traverse le point 7, traverse et est détendu par le détendeur Dl. Le fluide traversant le détendeur Dl est détendu et se trouve donc sous forme 15 liquide basse pression avec un ratio minoritaire en phase gazeuse au point 8. Pour exemple, la température du fluide au point 8 est de -15°C. Le flux de fluide frigorigène provenant du point 8 et du point 18 sont mélangés à l'entrée de l'échangeur E4. Le fluide traverse l'échangeur E4 qui est ventilé par le ventilateur VENT.

20 Le fluide entre en ébullition en évacuant Iles frigories sur l'air traversant E4. Le fluide frigorigène quitte E4 au point 9 sous forme gazeuse basse pression. Pour exemple, la température du fluide au point 9 sera de -10°C. Le fluide traverse V3 N°2 pour le point 10. Le fluide rentre dans le tube externe de l'échangeur E3 et est surchauffé au 25 contact du tube interne de l'échangeur E3. Le fluide quitte l'échangeur E3 au point 11 et 12 et est aspiré par les compresseurs CP1 et CP2. Dans le cas de la figure N°18, nous avons une température de condensation différente entre l'échangeur El et E2 et donc le compresseur CP1 et CP2.

30 Plus la température de condensation est faible et plus le rendement énergétique du compresseur est élevé, cette possibilité est donc bénéfique au rendement globale de l'installation. Cette possibilité de fonctionnement est particulière au principe dans son schéma fluide avec l'intégration du détendeur D2. (Figure 1 à 8 et Figure 18) 35 La version simplifiée du schéma fluidique qui supprime le détendeur D2 n'autorise pas une température de condensation différente entre E1 et E2, mais elle permet une diminution du coût de production. (Figure 11 à 17)

Claims

REVENDICATIONS1 . Système réversible de récupération par prélèvement et transfert d'énergie entre au moins deux milieux différents, par exemple entre un milieu extérieur et un milieu de vie ou entre un milieu de vie et un autre milieu de vie en utilisant comme véhicule un fluide frigorifique passant successivement d'un état gazeux à un état liquide et inversement par la succession de phases de compressions et de détentes, caractérisé en ce qu'il comporte : . Au minimum un compresseur principal (CP) raccordé à l'échangeur E3 au point 11 et à l'échangeur non réversible E2 au point 1. En option un ou plusieurscompresseurs secondaires (CP) raccordés à l'échangeur E3 au point 12 et à l'échangeur non réversible E2 au point 1 via la tubulure 13 ou en option un ou plusieurs compresseurs secondaires (CP) raccordés àl'échangeur E3 au point 12 et à l'échangeur réversible au point 20 via la tubulure 1.3 et 4 . . La présence d'un échangeur E4 pour la récupération ou l'évacuation des calories sur ie milieu extérieur, l'échangeur E4 étant un échangeur à ailettes pour les pompe à chaleur de type AIR/EAU ou un échangeur à plaques, voir un échangeur multitubulaire ou coaxiale pour les pompes à chaleur de type EAU/EAU, . Un échangeur Fluide/Fluide E3 raccordé au point 6 au capillaire 1 de détente finale, au clapet anti-retour Cl, au réservoir R, au point 7 au détendeur thermostatique bi-flux à égalisation externe Dl, au point 19 au capillaire 2 pour la limitation du débit massique sur cette branche, au point 10 à l'admission des gaz froids provenant de la vanne V3 N°2, au point 11 à l'aspiration des gaz surchauffés par le compresseur CP1, au point 12 l'aspiration des gaz surchauffés par le compresseur CP2. . Un réservoir de fluide frigorigène R contenant une réserve de fluide. . Un échangeur Fluide/Eau El réversible pour la production d'eau glacée ou d'eau chaude sur le circuit d'eau E1. . Un échangeur Fluide/Eau E2 non réversible pour la production d'eau chaude sur (e circuit d'eau E2. . Un capillaire CAPILLAIRE 1 pour assurer une détente finale du fluide à l'état liquide 30 détendu par Dl. . Un capillaire CAPILLAIRE 2 pour limiter le débit de fluide à l'état gazeux provenant de l'échangeur E3. . Un clapet anti-retour Cl pour la dérivation du fluide du point S vers le point 6 lorsque E1 est utilisé comme condenseur. 35 . Un clapet anti-retour C2 pour l'interdiction d'un reflux du fluide du point 20 vers le point 19 lorsque El est utilisé comme condenseur. . Une vanne trois voies motorisée V3 N°l pour autoriser le fonctionnement del'échangeur E2 en mode désurchauffeur, condenseur total ou partielle et la dérivation du flux de fluide frigorigène vers El ou E4. . Une vanne trois voies motorisée V3 N°2 pour autoriser le fonctionnement de l'échangeur El en mode évaporateur ou de l'échangeur E4 en mode évaporateur. Un détendeur bi-flux Dl pour détendre le fluide frigorigène du point 7 vers le point 8 lorsque E4 est en mode évaporateur et. pour détendre le fluide frigorigène du point 8 vers le point 7 lorsque El est en mode évaporateur. . Une électrovanne VEM1 traversé par le fluide frigorigène du point 16 au point 17 SD lorsque E1 est en mode évaporateur et E2 en mode condenseur. . Une électrovanne VEM2 traversé par le fluide frigorigène du point 16 au point 18 lorsque E4 est en mode évaporateur et E2 en mode condenseur. . Un détendeur simple flux D2 pour la détente du fluide entre le point 16 et le point 18 torsque E4 est en mode évaporateur et E2 en mode condenseur. 15
2 . Système réversible de récupération selon la revendication précédente, caractérisé par le raccordement de l'aspiration du ou des compresseurs à un échangeur Fluide/Fluide E3 qui assure ,entre autres fonctions, la surchauffe des gaz d'aspiration avant compression de ceux-ci.
3 . Système réversible de récupération selon la revendication précédente, 20 caractérisé parla présence d'un détendeur thermostatique bi-flux couplé à un échangeur Fluide/Fluide E3 qui assure, entre autres fonctions, le sous refroidissement du liquide haute pression au point 7 lorsque le détendeur Dl . est traversé par le fluide du point 7 vers le point 8.
4 . Système réversible de récupération selon la revendication précédente, 25 caractérisé parla présence d'un détendeur thermostatique bi-flux couplé à un échangeur Fluide/Fluide E3 qui assure, entre autres fonctions, le dégazage partiel du liquide basse pression, via te tube 19 et le capillaire CAPILLAIRE 2, en amont du CAPILLAIRE 1 pour la détente finale lorsque le détendeur Dl est traversé par le fluide du point 8 vers le point 7. 30
5 . Système réversible de récupération selon la revendication précédente, caractérisé par la présence d'un réservoir alimenté en liquide haute pression lorsque l'échangeur El est en mode condenseur et est alimenté en liquide basse pression avec un pourcentage de fluide minoritaire à l'état gazeux lorsque E1 est en mode évaporateur. 35
6 . Système réversible de récupération selon la revendication précédente, caractérisé par la présence d'une vanne trois voies N'1 pour l'alimentation en fluide frigorigène haute pression à l'état gazeux ou à l'état liquide ou dans un état mixte de1 liquide et de gaz mélangé vers l'échangeur extérieur E4 ou l'échangeur E1.
7 . Système réversible de récupération selon la revendication précédente, caractérisé par la présence d'une vanne trois voies N°2 pour l'alimentation en fluide frigorigène basse pression à l'état gazeux vers l'échangeur Fluide/Fluide E3 et la 5 sélection de l'échangeur E4 ou t:1 en mode évaporateur.
8 . Système réversible de récupération selon la revendication précédente, caractérisé parla présence d'un échangeur fluide/Eau E2 pour la désurchauffe ou la condensation totale ou partielle des gaz de refoulement du ou des compresseurs raccordés au point 1 pour une production d'eau chaude sur le circuits E2. 10
9 . Système réversible de récupération selon la revendication précédente, caractérisé par la présence d'un échangeur Fluide/Eau El pour la condensation totale ou l'évaporation totale du fluide frigorigène le traversant pour une production d'eau chaude ou d'eau glacée sur le circuit d'eau E1,
10 . Système réversible de récupération selon la revendication précédente, 15 caractérisé par la présence d'un échangeur Fluide/Air E4 pour la condensation totale ou l'évaporation totale du fluide frigorigène le traversant pour une récupération ou une évacuation des calories sur un milieu extérieur. Dans le cas d'une pompe à chaleur EAU/EAU, l'échangeur E4 serait un échangeur Fluide/Eau. 20
11 . Système réversible de récupération selon la revendication précédente, caractérisé par la présence d'un capillaire CAPILLAIRE 1 pour la détente finale du fluide partiellement dégazé provenant de l'échangeur E3 lorsque E1 est en mode évaporateur.
12 . Système réversible de récupération selon la revendication précédente, ZS caractérisé par la présence d'un capillaire CAPILLAIRE 2 pour la limitation du débit de fluide provenant de l'échangeur E3 sous forme gazeuse lorsque F1 est en mode évaporateur.
13 . Système réversible de récupération selon la revendication précédente, caractérisé par la présence d'un clapet anti-retour Cl pour la dérivation du fluide 30 entre le point S et 6 lorsque l'échangeur E1 est en mode condenseur.
14 . Système réversible de récupération selon la revendication précédente, caractérisé par la présence d'un clapet anti-retour C2 pour interdire la circulation du fluide frigorigène du point 20 vers le point 19 lorsque E1 est en mode condenseur,
15 . Système réversible de récupération selon la revendication précédente, 35 caractérisé par la présence d'une vanne électromagnétique VEM1 pour autoriser te passage du fluide du point 16 vers le point 17 lorsque E2 est en mode condenseur et E1 en mode évaporateur.2.
16 . Système réversible de récupération selon la revendication précédente, caractérisé par la présence d'une vanne électromagnétique VEM2 pour autoriser le passage du fluide du point 16 vers le point 18 lorsque E2 est en mode condenseur et E4 en mode évaporateur. 1.7 . Système réversible de récupération selon ta revendication précédente, caractérisé par la présence d'un détendeur thermostatique D2 simple flux pour la détente et l'alimentation en liquide détendu de l'échangeur E4 quand celui-ci est en mode évaporateur et quand E2 est en mode condenseur.