0 N de publication : (A n'utiliser que pour les commandes de reproduction). DEMANDE DE BREVET D'INVENTION

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1 RÉPUBLIQUE FRANÇAISE INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE 0 N de publication : (A n'utiliser que pour les commandes de reproduction) PARIS Al DEMANDE DE BREVET D'INVENTION N Système de pompe à chaleur. O Classification internationale (Int. CI 2). F 25 B 13/00; F 24 D 11102; F 24 F Date de dépôt 21 novembre 1977, à 15 h 54 Priorité revendiquée : Demande de brevet déposée aux Etats-Unis d'amérique le 30 mars 1977, n au nom de l'inventeur. ) Date de la mise à la disposition du public de la demande B.O.P.I. «Liste) n. 43 du Q Déposant : Société dite : DUNHAM-BUSH, INC., résidant aux Etats-Unis d'amérique. 63 Invention de : David Norton Shaw. Titulaire : Idem 0 Mandataire : D Vente des fascicules à (IMPRIMERIE NATIONALE, 27, rue de la Convention PARIS CEDEX 15

2 L'invention concerne des systèmes de pompes à chaleur utilisant un compresseur à vis hélicoîdales à distributeur à tiroirs coulissants multiples et en particulier un système dans lequel une pompe à chaleur puisant dans l'air est branchée en cascade à travers un agencement à deux tubes avec 5 une boucle fermée d'un liquide en circulation tel que de l'eau avec utilisation de pompes à chaleur individuelles eau/air pour le chauffage sélectif d'un immeuble à climatiser. Dans les brevets français N et n de la demanderesse, il est décrit un compresseur rotatif à vis hélicoldales intégré à un système 10 de pompes à chaleur de chauffage et de refroidissement, dans lequel le compres- seur utilise des distributeurs à tiroirs coulissants multiples qui peuvent être déplacés axialement et qui contrôlent le débit du compresseur, adaptent la pression règnant dans le filet fermé du compresseur au niveau du refoulement à la pression de refoulement dans la conduite de refoulement, contrôlent 15 le point d'injection d'un gaz réfrigérant venant d'un serpentin de sous refroidissement ou économiseur ou un évaporateur à pression élevée à un point à l'intérieur du processus de compression qui se trouve à une pression plus élevée que la pression côté aspiration du compresseur et à une pression inférieure à la pression côté refoulement du compresseur, et ajustent axialement 20 le point de prélèvement de vapeur du fluide de travail comprimé pour l'alimenter à une boucle fermée de réfrigération secondaire à une pression inférieure à celle de la pression totale de refoulement du compresseur. Le système de chauffage et de refroidissement à pompe à chaleur, notamment celui décrit dans le brevet français n , est muni d'un échangeur 25 évaporateur condenseur à air disposé à l'extérieur de l'immeuble à climatiser et utilise avantageusement cet échangeur comme source d'énergie thermique pour chauffer l'immeuble, notamment par l'intermédiaire d'un condenseur de chauffage à eau disposé à l'intérieur de l'immeuble et inséré dans la boucle fermée comportant le compresseur et l'échangeur évaporateur/condenseur 30 à air. Dans ce brevet antérieur ainsi que dans la présente invention, le compresseur rotatif à vis hélicoidales comporte un certain nombre de distributeurs à tiroir coulissant qui se déplacent dans le sens longitudinal et qui comprennent de préférence un distributeur à tiroir coulissant de contrôle 35 de l'aspiration ou du débit, un distributeur d'adaptation de pression ou de refoulement et un distributeur d'injection de vapeur dans le compresseur en un point du processus de compression compris entre les pressions d'aspiration et de refoulement du compresseur et une ouverture d'éjection par laquelle est prélevé dans le compresseur, de la vapeur de réfrigération partiellement

3 comprimée pour l'envoyer dans une boucle secondaire qui forme un échangeur à basse pression. L'invention concerne un tel système à pompe à chaleur puisant dans l'air qui comprend en outre un détendeur rotatif à vis hélicoidales dont 5 la construction est similaire de celle du compresseur rotatif à vis hélicoidales à l'exception du fait qu'il détend la vapeur et entraîne le compresseur ou accélère le rotor du moteur à induction et fournit ainsi de l'énergie électrique au réseau d'alimentation du moteur d'entraînement, en particulier lorsque la charge du compresseur est faible. De préférence, un moteur d'entrai- 10 nement électrique est mécaniquement couplé sur le compresseur pour l'entraîner, et un embrayage placé entre le moteur et le détendeur permet de coupler mécaniquement et de manière sélective le détendeur au moteur d'entraînement électrique et au compresseur rotatif à vis hélicoidales. Un réservoir de détente et de vaporisation par énergie solaire ou par énergie de récupération 15 est relié sélectivement à l'orifice d'entrée du distributeur d'injection du compresseur ou à l'orifice d'entrée du détendeur selon le mode de fonction- nement du système. Le système de réfrigération à boucle primaire peut sélectivement assurer le refroidissement ou le chauffage à partir d'une source solaire, un source de récupération de chaleur ou analogue sans utilisation 20 de l'évaporateur puisant dans l'air, et la charge peut être effectuée en alimentant en réfrigérant le compresseur par l'intermédiaire du distributeur d'injection et du distributeur de contrôle de débit, tous les distributeurs étant réglés tels que l'on réponde à diverses charges et conditions de fonctionnement. 25 Une chaudière auxiliaire de combustion à foyer direct alimenté avec un combustible fossile ou analogue peut envoyer de la vapeur à haute température au détendeur parallèlement à la vapeur venant du réservoir de détente et de vaporisation par énergie solaire ou par énergie de récupération ou à sa place, et il est possible d'obtenir un rendement thermique maximal 30 en envoyant le refoulement du détendeur au condenseur de chauffage à l'eau chaude. L'invention sera ci-après décrite plus en détail en se référant aux cinq figures. La figure 1 est un schéma du système de pompe.à chaleur amélioré selon 35 l'invention utilisant un compresseur rotatif à vis hélicoidales à distributeur à tiroirs coulissants multiples et un détendeur dans le mode de chauffage, la source qui puise dans l'air et la source d'énergie solaire ou de récupération fonctionnant en parallèle. La figure 2 est un schéma similaire à celui de la figure 1, dans 40 lequel le système fonctionne en chauffage, l'énergie thermique venant

4 ! uniquement de la source d'énergie solaire ou de récupération. La figure 3 est un schéma similaire à celui des figures 1 et 2 dans le fonctionnement en chauffage et en refroidissement hors saison, la source d'énergie solaire entraînant l'ensemble détendeur-compresseur. 5 La figure 4 est un schéma similaire à celui des figures 1 à 3 dans le fonctionnement en refroidissement, la source d'énergie solaire entraînant l'ensemble compresseur-détendeur. La figure 5 est une coupe en élévation d'un immeuble comportant une pompe à chaleur branchée en cascade avec un système de réfrigération à cycle 10 inverse avec le condenseur du chauffage à eau chaude et l'évaporateur de refroidissement d'eau du système à pompe à chaleur des figures 1 à 4 qui constitue les échangeurs d'alimentation et d'évacuation en énergie thermique à l'intérieur du système de réfrigération à cycle inverse de l'immeuble L'invention comprend un système de pompe à chaleur à boucle fermée 15 perfectionné dont 1/exemple de réalisation est illustrée dans la figure 1. Un bloc étanche compresseur-détendeur rotatif à vis hélicoïdales référencé généralement par 10 comprend un carter étanche 12 dans lequel sont logés un compresseur rotatif à vis hélicoïdales 14 et un moteur d'entraînement électrique 16 qui est de préférence un moteur synchrone à induction et qui 20 est en permanence couplé mécaniquement sur le compresseur 14 par l'intermédiaire d'un arbre 18 pour entraîner l'hélice hélicoïdale du compresseur. En outre sont logés dans le boîtier 12 un détendeur rotatif à vis hélicoïdales 20 et un embrayage généralement référencé 21 qui peut être actionné à volonté et qui fonctionne pour coupler mécaniquement le détendeur 20 sur le moteur 25 d'entraînementl6 et le compresseur 14 qui sont en permanence mécaniquement reliés. Le compresseur rotatif à vis hélicoïdales 14 est du type représenté dans le brevet français n et comprend quatre distribu- teurs à tiroir coulissant réglables axialement ou longitudinalement,indiqués schématiquement par 22, 24, 26 et 28. Le distributeur 22 constitue un distri- 30 buteur d'éjection et comporte un orifice d'éjection 30 par lequel du fluide de travail à l'état de vapeur par exemple de la vapeur réfrigérante circulant dans le système de réfrigération à boucle fermée, peut être évacué du compresseur à une pression intermédiaire par rapport aux pressions d'aspiration et de refoulement du compresseur 14. Le distributeur 24 constitue le distri- 35 buteur de refoulement et comporte de préférence un détecteur de pression pour mesurer la pression d'un filet fermé adjacent à l'ouverture de refoulement et adapte cette pression de filet fermé à la pression de refoulement à l'intérieur de la conduite de refoulement 34 à l'ouverture de refoulement 25 pour éviter la formation de sous et surcompression dans le compresseur de la

5 manière décrite dans le brevet mentionné ci-dessus. Le distributeur 26 constitue le distributeur de contrôle de débit pour le compresseur qui effectue la décharge du compresseur en permettant à une partie du gaz d'aspiration entrant dans le compresseur 14 par l'ouverture d'aspiration 27 de la 5 conduite d'aspiration 36 de retourner au côté aspiration de la machine sans être comprimée. Le distributeur 28 comporte un orifice d'injection 38 qui permet au fluide de travail à l'état de vapeur telle que la vapeur de réfrigération d'être injecté dans le compresseur à un point de pression intermédiaire 10 du processus de compression, c'est-à-dire à l'intérieur d'un filet fermé qui est séparé de la conduite d'aspiration 36 de la machine et de la conduite de refoulement 34. L'ensemble des distributeurs 22, 24, 26 et 28 peuvent être réglés xrialement ou longitudinalement par rapport au compresseur tel qu'il est 15 indiqué par une flèche 42 de la même manière que celui décrit dans le brevet mentionné ci-dessus. Le détendeur rotatif à vis hélicoïdales 20 est essentiellement identique au compresseur 14, mais en ce cas la vapeur ou le fluide de travail à haute pression, qui se détend entre les vis rotatives hélicoïdales du détendeur entrain les vis en un mouvement relatif de l'une par rapport à l'autre et apporte ainsi un mouvement de rotation à l'arbre 45 qui par l'intermédiaire de l'embrayage 21 peut être couplé sur l'arbre 18 du moteur 16 et sur le compresseur 14 pour comprimer une autre partie du fluide de travail qui passe à travers le compresseur 14. En même temps, le détendeur 20 agit égale- 25 ment sur le rotor du moteur à induction 16 qu'il entraîne en rotation pour générer du courant électrique qui peut être fourni au réseau électrique (non représenté) à travers une ligne électrique 44 Le détendeur 20 est muni d'une paire de distributeurs ou éléments tels que 46 et 48 qui peuvent être déplacés dans le sens axial tel qu'indiqué 30 par la flèche à double sens 50 pour permettre de varier le point d'entrée du fluide de travail à travers la conduite d'alimentation 50 du détendeur et pousser le distributeur 46 vers l'orifice d'entrée ou d'alimentation 53, du détendeur, alors que le distributeur 48 peut être réglé tel qu'il adopte la pression régnant à l'intérieur du filet fermé du détendeur 20 juste avant 35 le refoulement à la sortie du détendeur ou à l'orifice de refoulement 49 à la pression de la conduite de refoulement 54 du détendeur pour éviter une sous-ou surdétente conformément à l'enseignement des brevets de la demanderesse mentionnés ci-dessus.ici encore les moyens pour régler les distributeurs 46 et 48 et leurs moyens de commande sont essentiellement les mêmes que

6 ceux décrits dans les brevets mentionnés ci-dessus. Le bloc étanche 10 comporte un élément inséré dans le système de pompe à chaleur de réfrigération à boucle fermée qui comprend en outre le condenseur de chauffage à eau chaude ou l'échangeur 56, le récepteur 58, l'évapora- 5 teur de sous-refroidissement ou échangeur 60, le réservoir de détente ou de vaporisation par énergie solaire ou par énergie récupérée ou échangeur 62, l'évaporateur de refroidissement d'eau ou échangeur 64, l'élément de vaporisation par chaleur puisée dans l'air ou de condensation par refroidissement par l'air ou échangeur 66 et l'échangeur de chauffage à air chaud 68, ces 10 éléments à l'exception du récepteur 58 constituant des échangeurs de chaleur pour l'échange de chaleur entre le fluide de travail du système de pompe à chaleur primaire de l'exemple de réalisation illustré, le système de pompe à chaleur à liquide réversible et le chauffage de zones individuelles et pièces d'un immeuble ou d'un autre espace tel que représenté dans la figure 15 5, l'atmosphère etc. Le récepteur 58, l'évaporateur de sous-refroidissement 60, le réservoir de détente et de vaporisation par énergie solaire ou par énergie de récupération 62, l'évaporateur de refroidissement d'eau 64 et l'élément de vaporisation par chaleur puisée-dans l'air et de condensation par refroidissement par 20 l'air 66 de l'exemple de réalisation de l'invention représenté dans les figures 1 à 4 sont des éléments équivalents représentés dans les figures 1 et 2 du brevet mentionné ci-dessus, bien que dans ce brevet il ne figure pas le détendeur 20, l'échangeur de chauffage à air chaud et les connexions de - circuits et vannes de commande particulières utilisés selon la présente 25 invention. A cet égard la conduite de décharge 34 du compresseur envoit le refoulement du compresseur normalement au condenseur de chauffage à eau 56 qui sert de préférence comme entrée.de chaleur au système de pompe à chaleur de base branché en cascade selon la figure 5, la vapeur du fluide sortant du compresseur se condensant en un liquide à 30 haute pression à l'intérieur du condenseur 56 et passant au récepteur 58 à travers la conduite 70. Afin de refroidir le liquide réfrigérant, une conduite 72 relie le récepteur à l'évaporateur de sous-refroidissement 60 avec une partie du réfrigérant liquide vaporisant à l'intérieur de l'évaporateur de sous-refroidissement en étant soutiré d'une conduite d'alimentation 35 de réfrigérant 74 pour le réservoir de détente et de vaporisation par énergie solaire ou par énergie de récupération 62, l'évaporateur de refroidissement d'eau 64 et l'élément de vaporisation par chaleur puisée dans l'air et de condensation par refroidissement par l'air. La conduite 76 permet de soutirer une partie du réfrigérant liquide sous refroidi sous pression de la conduite

7 sous la commande de la vanne de commande 78 pour se détendre et de réduire encore davantage la température du réfrigérant sous haute pression relativement froid en raison de la chaleur latente de vaporisation ; la vapeur créée par ce processus à l'intérieur de l'élément 60 est renvoyée au bloc étanche 10 5 par une conduite de retour 80 de l'évaporateur de sous-refroidissement. La conduite de retour 80 débouche dans la conduite d'injection 40 du compresseur en un point 82 qui se trouve en aval d'une vanne anti-retour 84 pour assurer que, indépendamment du fonctionnement du système, le réfrigérant vaporisé sous-refroidi se trouvant à une température intermédiaire est injecté 10 dans le compresseur à vis hélicoïdales 14 en un point situé entre les côtés easpiration et refoulement de la machine conformément à l'enseignement des brevets mentionnés ci-dessus. La conduite d'alimentation en réfrigérant 74 est reliée au réservoir de détente et de vaporisation par énergie solaire ou de récupération par 1 5 l'intermédiaire d'une conduite 86 à travers une vanne de commande 88 dont la fonction est de condenser tout liquide tel que du glycol se trouvant à l'intérieur de la boucle du réservoir de détente et de vaporisation par énergie solaire ou de récupération définie par des conduites 63 et de prélever de l'énergie thermique d'un tel élément pour la transférer à la boucle de 20 réfrigération primaire du système puisant dans l'air selon les figures 1 à 4 à travers le bloc étanche 10. La conduite d'injection 40 transporte normalement le réfrigérant vaporisé à l'orifice d'injection 38 du distributeur à tiroirs d'injection, en l'occurence en l'absence d'une connexion de fluide alternative vers l'orifice d'aspiration 27 via la conduite d'aspiration La conduite d'alimentation 74 est en outre reliée à l'évaporateur de refroidissement d'eau 64 par une conduite de dérivation 92 à'travers une vanne de commande 94, le côté de refoulement de l'évaporateur de refroidissement d'eau 64 étant directement relié à la conduite d'aspiration 36 du compresseur à travers une conduite de retour 95 de l'évaporateur de refroidissement 30 d'eau. Une conduite de déviation 96 est insérée entre la conduite d'injection 40 et la conduite de retour 95 de l'évaporateur de refroidissement d'eau en un point situé entre une électrovanne de fermeture ou de commande 98 disposée dans la conduite d'injection 40 et une vanne anti-retour 84, et cette conduite 35 de déviation 96 comprend en outre une électrovanne de commande 100 telle que à la position d'ouverture des vannes 100 et 98 la vapeur du réfrigérant retourne au côté aspiration basse pression de la machine ce qui permet de faire passer davantage de réfrigérant à travers le réservoir 62 à certaines conditions comme il sera décrit ci-dessous plutôt que d'exiger que cette

8 r vapeur de réfrigérant soit refoulée dans la machine à un niveau de pression plus élevé que celui déterminé par l'orifice d'injection 38 qui se trouve dans le distributeur à tiroirs d'injection 28. La conduite d'alimentation 74 termine à son extrémité distante du 5 vaporiseur de sous-refroidissement 60 à un côté de l'élément de vaporisation parchaleur puisée dans l'air ou de condensation par refroidissement par l'air et comporte une vanne de commande 102. Du côté admission de l'évaporateur de sous-refroidissement 60, du réservoir 62, de l'évaporateur de refroidissement d'eau 64 et de l'élément 66 il faut prévoir des vannes de détente thermique 10 (non représentées) ou des dispositifs de détente comparables. De telles vannes de détente thermique ou des moyens équivalents sont disposés entre la vanne de commande 78 et l'évaporateur de sous-refroidissement 60, la vanne de commande 88 et le réservoir 62, la vanne de commande 94 et l'évaporateur de refroidissement d'eau 64 et la vanne de commande 102 et l'élément En outre, comme dans le brevet n , lorsque l'énergie thermique doit être éliminée dans l'atmosphère, l'élément 66 agissant comme condenseur refroidi par l'air, le gaz de réfrigérant comprimé est condensé et la chaleur est éliminée dans l'atmosphère à l'intérieur de l'élément 66 selon le principe du contre-flux, c'est-à-dire que le réfrigérant entre à l'extrémité supérieure 20 de 1/échangeur de l'élément de vaporisation par chaleur puisée dans l'air ou de condensation par refroidissement par l'air et le quitte à l'extrémité inférieure, comme le montrent les figures 1 à 4. A cet égard le système comprend en outre une conduite 104 qui est disposée entre le bloc étanche 10 et l'évaporateur puisant dans l'air en parallèle avec la conduite d'aspiration La conduite d'aspiration 36 comporte une vanne de commande 106, alors que la conduite 104 comporte une vanne de commande 108 pour commander le flux du réfrigérant qui traverse cette conduite, la commande 106 étant fermée lorsque la vanne 108 est ouverte et inversement. La vanne 106 étant fermée et la vanne 108 étant ouverte et l'élément 66 condensant la vapeur du réfrigé - 30 rant, du réfrigérant liquide est transporté de l'échangeur 66 à travers la conduite 110 pour être refoulé par une pompe 112 vers le récepteur 58 qui se trouve dans cette conduite. La pompe 112 pompe le réfrigérant liquide avec force depuis l'élément 66 vers le récepteur 58. A l'intérieur de la conduite 110 une conduite d'alimen- 35 Cation alternative 114 prélève une partie du réfrigérant liquide dans la conduite 110 sous la commande sélective d'une vanne de commande 116 vers la conduite de dérivation 86 qui mène vers le réservoir 62 ; cette partie du réfrigérant liquide entre dans la conduite 86 en un point situé entre la vanne de commande 88 et cet élément 62. La conduite d'alimentation alterna - 40 tive 114 comporte une pompe 118 pour pomper le réfrigérant liquide vers

9 : l'échangeur 62 pour permettre la détente sous la commande d'une vanne de détente thermique ou un moyen équivalent (non représenté) ou l'élément 62. Du côté de la sortie du réservoir de détente et de vaporisation par énergie solaire ou de récupération 62 en amont de la vanne de commande 98 5 et à l'intérieur de la conduite 52 qui mène vers le détendeur rotatif hélicoidal 20 est disposé une vanne anti-retour 120 qui permet à la vapeur de réfri- gérant de circuler vers le détendeur pour détente à travers le distributeur à tiroirs 46 qui alimente le détendeur, et l'orifice d'entrée 53 après ferme- ture de la vanne de commande 98. Après la détente à l'intérieur du détendeur 10 rotatif à vis hélicoidales 20 et la conversion d'énergie, de la vapeur de réfrigérant est envoyée vers la conduite d'éjection 34 du compresseur à travers la conduite de retour 54 du détendeur qui comporte une vanne antiretour 122 laquelle empêche le flux de retour de la vapeur de réfrigérant du compresseur 14 vers le détendeur 20. Le réfrigérant détendu passe du 15 détendeur 20 à travers la conduite 54 vers la conduite d'éjection 32 du compresseur 14, vers le condenseur de chauffage d'eau 56 à travers la conduite de dérivation 124 et une vanne de commande 126, l'échangeur de chauffage à air chaud 68 dans la conduite 128 ou l'unité 66 à travers la ligne 104. La conduite 128 comporte une pompe 130 en aval de l'échangeur de chauffage 20 à air chaud 68 pour pomper du réfrigérant liquide de l'échangeur 68 vers le récepteur 58. On prévoit dans la conduite 108 une vanne de régulation de pression ou de retenue 160 pour maintenir une pression donnée dans la conduite 108 à l'amont de cette vanne de régulation. Les conduites 90 peuvent faire partie d'une boucle d'eau à quatre 25 tubes pour une système de chauffage d'immeuble et recevoir de la chaleur du condenseur de chauffage d'eau 56. Des conduites 132 permettent le refroidissement d'eau qui circule à travers l'évaporateur de refroidissement d'eau 64, et des tubes 132 peuvent former les deux tubes qui restent d'une boucle d'eau fermée à quatre tubes d'un système de climatisation d'immeuble. 30 En outre, le système de pompe à chaleur perfectionné selon l'invention illustré dans les figures 1 à 4 comporte une chaudière auxiliaire à combustion 54 dans une conduite qui part d'un point sur la conduite 72 reliant le récepteur avec l'évaporation de sous-refroidissement tel que du réfrigérant liquide soit pompé par. la pompe 158 dans cette conduite vers la conduite 35 d'alimentation 52 du détendeur à travers la vanne anti-retour 156. De l'énergie thermique est transférée au réfrigérant qui passe à travers la chaudière auxiliaire à combustion par brûleur tel que 162 fonctionnant avec un combustible fossile. Lorsque le fluide de travail que constitue le réfrigérant vaporisé à haute température se détend dans le détendeur 20

10 il entraîne l'arbre 45 qui grâce à l'embrayage 21 fait tourner le rotor d'un moteur à induction 16 et la vis hélicoïdale du compresseur 14. Alors qu'une partie de l'énergie est transférée au système par l'entraînement du compresseur 14, seulement une partie de l'énergie thermique est perdue 5 pendant la détente du fluide de travail, et à cet égard le fluide de travail qui est refoulé à travers la conduite de refoulement 54 du détendeur peut circuler à travers la vanne de commande 126 et une conduite de déviation 124 vers la conduite de refoulement 34 du compresseur et de là vers le condenseur de chauffage à eau 56 où cette énergie thermique est directement fournie 10 au liquide qui circule dans les tubes 90 et chauffe par exemple l'immeuble à climatiser. En cas de panne d'électricité le détendeur pourrait être suractivé en chauffant davantage la chaudière 154 ce qui permettrait au système de climatisation que constitue la boucle représentée d'être maintenue en plein 15 fonctionnement et d'agir en outre dans un certain degré comme fournisseur d'électricité en faisant tourner plus vite le moteur 16 pour le faire fonctionner en génératrice à induction. La figure 5 est une vue partielle d'une section en élévation d'un immeuble B à plusieurs étages, à savoir un premier étage 134, un deuxième 20 étage 136 et un local technique 138 sur le toit 140 de l'immeuble. Dans le local technique 138 sont installées plusieurs pompes centrifuges 142 et un panneau de contrôle 144 pour surveiller le fonctionnement du système de climatisation. Le panneau 144 et les pompes 142 sont reliés l'un avec l'autre à travers deux tubes. Le deuxième étage 136 comporte plusieurs pompes 25 à chaleur 146 eau/air pour les pièces de cet étage formant la zone B, et des pompes à chaleur 148 de même fonction sont installées dans l'étage 134 formant la zone A. L'invention utilise un système à récupération à pompes à chaleur construit et vendu par le cessionnaire de l'invention sous la la marque AQUA-MATIC, dans lequel des échangeurs de chaleur sous forme de 30 condenseurs de chauffage à l'eau 56 et l'évaporateur de refroidissement à l'eau 64 forment deà composants du système à boucle fermée à l'eau dans l'immmeuble B, figure 5, et forment des composants du système de pompe à chaleur primaire à boucles fermées des figures 1 à 4. Ainsi le système AQUA-MATIC selon la figure 5 est mis en cascade par 35 l'intégration au système illustré dans les figures 1 à 4. Des tubes d'alimentation et de retour relient la totalité des pompes de chauffage eau/air pour les étages 134 et 136 ainsi que 146 et 148 pour former une boucle fermée de circulation d'eau dont la température est maintenue de préférence entre 20 C et 33 C F par le moyen de l'évaporateur de refroidis- 40 semement d'eau 64 qui forme une tour de refroidissement et du condenseur

11 de chauffage à eau chaude 56 qui remplace un réservoir à eau chaude dans le système AQUA-MATIC connu. Les pompes de chauffage eau/air 146 et 148 peuvent être le modèle Dunham-Bush AQM-42VLT-BN-C1 par exemple. Comme le montre la figure 5, le condenseur de chauffage à eau reçoit 5 de la vapeur de réfrigérant comprimée, du bloc étanche 10 figure 1 en étant branché sur la conduite de refoulement 34, le réfrigérant condensé sortant du condenseur de chauffage à eau chaude 56 à travers la conduite 70 en passant par le récepteur (représenté à la figure 5).En plus selon la partie de l'invention représentée dans les figures 1 à 4, l'évaporateur de refroidissement 10 à d'eau 64 reçoit du réfrigérant liquide sous haute pression à travers une conduite d'alimentation 92 ; ce réfrigérant liquide est vaporisé dans l'évaporateur de refroidissement d'eau pour réduire la température de l'eau qui circule à travers les conduites 132 qui conduisent à ce serpentin, alors que la conduite de retour 95 renvoit la vapeur de réfrigérant vers le côté d'aspira- 15 tion ou d'admission du compresseur 14 dans le circuit à pompe à chaleur de refroidissement à boucle fermée selon les figures 1 à 4. Les différentes pompes de chauffage eau/air AQUA-MATIC dans les zones A et B fournissent sélectivement de la chaleur dans une zone tout en refroidissant si on le désire, une autre zone selon les besoins de température des différentes 20 zones. Si une pompe fonctionne en refroidissement elle absorbe de la chaleur à travers un serpentin à air de la pièce qui doit être refroidie, transfère cette chaleur par réfrigération sur un serpentin à eau d'où elle est extraite par l'eau en circulation ; si on désire chauffer une pièce, le cycle d'une unité individuelle est inversé si bien que de la chaleur extraite de l'eau 25 et injectée dans la pièce. En été, lorsque toutes les unités ou la plupart d'entre elles fonctionnent en refroidissement, la boucle à eau absorbera la chaleur transférée de l'air vers le réfrigérant. L'évaporateur de refroidissement à l'eau 64 éliminera cette chaleur excessive vers l'extérieur. En ce cas le serpentin fonctionne en condenseur refroidi par l'air pour éliminer la chaleur vers l'atmosphère. Alternativement la chaleur excessive peut être stockée pour être utilisée la nuit si on dispose de moyens de stockage d'eau. De préférence la température maximale de l'eau est maintenue à 33 C. En hiver si toutes les unités ou la plupart d'entre elles fonctionnent en chauffage et si la 35 température de la boucle à eau chute au dessous de 15 C il est nécessaire de fournir de la chaleur à l'eau en circulation dans la boucle fermée de l'eau de circulation figure 5 en fournissant de la chaleur au condenseur de chauffage 56. A cet effet, on envoit le refoulement du compresseur directement au condenseur de chauffage à eau 56, et en ce cas l'échangeur fonctionne en évaporateur puisant dans l'air à l'extérieur de l'immeuble D

12 à climatiser. Avantageusement les températures modérées dans des zones de climat modéré ou à des heures où les unités qui désservent le côté ensoleillé de l'immeuble demandent du refroidissement alors que celles fournissant le 5 côté à l'ombre demandent souvent le chauffage et si certaines unités intérieures ne sont pas du tout utilisées, la chaleur peut être transférée dans la boucle à eau par certaines unités et absorbée par d'autres unités, il n'est pas nécessaire que l'évaporateur de refroidissement à eau 64 ni le condenseur de chauffage à eau 56 fonctionnent. Ainsi on économise de l'énergie. 10 Si le système de pompe à chaleur selon les figures 1 à 4 est utilisé conjointement avec le système AQUA-MATIC figure 5, le condenseur de chauffage à eau 56 et l'évaporateur de refroidissement C'eau 64 ne sont jamais utilisés simultanément pour régler la température de l'eau circulant dans les tubes de la boucle principale 150. Cela ne s'applique toutefois pas à un système 15 non branché en cascade ou comme dans les figures 1 à 4, qui représentent justement un tel système, parce que le condenseur de chauffage à eau 56 peut ici effectivement chauffer le liquide qui circule dans la boucle définie par le tube 90, alors que le liquide circulant dans les tubes 132 qui viennent du et vont à l'évaporateur de refroidissement d'eau 64, ce liquide étant 20 différent de celui associé au condenseur 56, est refroidi, chacun de ces liquides alimentant une unité de climatisation dans une partie différente de l'immeuble par exemple. Ce mode de fonctionnement est représenté dans la figure 3. A l'égard du fonctionnement du système représenté dans la figure 1 25 pour différents modes de fonctionnement on peut se rapporter aux figures 1 à 4 successivement. De préférence les vannes de commande 78, 88, 94, 98, 100, 106, 108, 116 et 126 sont des électrovannes surveillées de manière appropriée à partir d'un tableau de contrôle en réponse à des signaux de contrôle venant de 30 détecteurs thermiques disposés de manière judicieuse dans les différents composants de la boucle fermée primaire de réfrigération figure 1 à 4. Le système opère en fonction de l'excitation ou de la non excitation d'une vanne de commande spéciale ainsi qu'en fonction de la position des distributeurs à tiroirs 22, 24, 26 et 28 du compresseur 14 et des distri- 35 buteurs à tiroirs 48, 46 du détendeur 20 de même que de l'embrayage ou du débrayage contrôlé de l'embrayage 21 qui relie mécaniquement le détendeur 20 au moteur à induction 16 et au compresseur 14 qui sont à leur tour en permanence reliés par l'arbre 18.

13 En se référant à la figure 1, le système de pompé à chaleur puisant dans l'air fonctionne en chauffage avec la source air et la source solaire ou à récupération fonctionnant en parallèle. En ce cas, les vannes de commande 78, 88,98, 102, 106, 126 sont ouvertes et les vannes de commande 94, 100, 5 108, 126 sont fermées. La circulation du réfrigérant de même que celle de la solution de glycol du réservoir de détente et de vaporisation par l'énergie solaire ou de récupération 62 qui entre et sort des conduites 63 d'un panneau solaire, d'un réservoir de stockage chauffé par le soleil etc. est représenté par les flèches. De plus, la pompe à chaleur puisant dans l'air fournit 10 de l'énergie thermique au condenseur de chauffage à eau 56 pour le chauffage des pièces. L'énergie thermique est prélevé dans l'air par l'évaporateur puisant dans l'air 66 disposé à l'extérieur de l'immeuble D à climatiser. Par exemple, si des panneaux solaires (non représentés) fournissent une solution très chaude de glycol à travers les tubes 63 au réservoir détendeur, 15 le réfrigérant liquide qui entre dans le réservoir 62 par la conduite de dérivation 86 et la vanne 88 qui est ouverte, est vaporisé et prélève de la chaleur qui est fournie au compresseur à travers l'orifice d'injection 38 qui se trouve dans le distributeur à tiroirs 28, la vapeur de réfrigérant passant à travers la vanne de commande 98 ouverte et la vanne anti-retour ouverte qui se trouvent toutes les deux dans la conduite d'injection 40. La plus grande partie du réfrigérant sortant du compresseur à l'ouverture de refoulement 25 et à travers la conduite de refoulement 34 est envoyée vers le condenseur de chauffage à eau chaude 56 où cette chaleur est transférée à l'eau qui circule dans des tubes 90 qui viennent de et vont à cette unité. 25 Le réfrigérant liquide venant du récepteur 58 est toujours sous refroidi dans les quatre modes de fonctionnement par l'évaporateur de sous-refroidissement 60 puisque une partie de ce réfrigérant liquide, qui entre dans la conduite 74, est renvoyée à l'évaporateur de sous-refroidissement à travers la conduite 76 grâce à l'ouverture de la vanne 78, ce qui fait que le réfrigérant 30 est vaporisé et prélève une partie de la chaleur qui est transmise par la conduite de retour 80 de l'évaporateur de sous-refroidissement à la conduite d'injection 40 et se mélange avec la vapeur de réfrigérant qui émane du réservoir 62 et passe à travers l'orifice d'injection 38 vers le compresseur pour être à nouveau comprimé. La pression de la vapeur qui retourne à travers 35 la conduite d'injection 40 est supérieure à la pression d'aspiration du compresseur mais inférieure à la pression de refoulement. Puisqu'il n'y a aucun besoin de refroidir l'eau qui se trouve dans la boucle fermée de circulation menant vers l'évaporateur de refroidissement d'eau 64, la vanne 94 est fermée et l'évaporateur de refroidissement d'eau 64 est déconnecté de

14 : la conduite. La plus grande partie du réfrigérant liquide entre dans l'élément de vaporisation/condensation 66, puisque la vanne de commande 102 est ouverte à partir de la conduite 74, et le réfrigérant liquide est vaporisé dans cette conduite, l'élément 66 fonctionnant en évaporateur puisant dans l'air 5 pour prélever de la chaleur, la vapeur retournant à l'ouverture d'aspiration 27 du compresseur 14 sous la commande d'un distributeur à tiroirs de contrôle de débit 26 avec la vanne de commande 106 ouverte et le réfrigérant passant à travers la conduite d'aspiration 36. Sous sa commande le distributeur à tiroirs d'éjection 22 est positionné tel que l'ouverture d'éjection prélève une partie du réfrigérant comprimé, qui n'est pas complètement comprimé mais dont la pression est plus élevée que celle à l'entrée de l'orifice d'injection du compresseur 38 et celle à l'ouverture d'aspiration 27 ce qui permet à la vapeur de réfrigérant comprimé à une pression inférieure d'entrer dans l'échangeur de chauffage à air chaud 68 permettant de chauffer 15 une partie de l'immeuble à une température inférieure à celle fournie par le condenseur de chauffage 56 et séparé de cette partie du système. Après condensation dans l'échangeur de chauffage à air chaud 68, le réfrigérant liquide condensé est pompé par la pompe 130 à travers la conduite 128 vers le récepteur 58 où il est mélangé avec le réfrigérant liquide venant du 20 condenseur de chauffage à eau 56. En cas de fonctionnement avec introduction de chaleur dans le système AQUA-MATIC, si cette chaleur est demandée par la boucle d'eau d'aqua-matic comprenant le tube 150 et si l'énergie à introduire dans la boucle à eau ne peut être prise dans un réservoir de stockage d'énergie solaire ou comparable, on utilise la pompe à chaleur puisant dans 25 l'air selon les figures 1 à 4 qui fonctionne à des températures comprises entre -4 C et -29 C, ce qui fournit de l'énergie à la boucle à eau AQUA- MATIC à une température de condensation de l'ordre de 10 C à 16 C par l'inter- médiaire du condenseur de chauffage à eau 56. Si le système fonctionne avec une température ambiante comprise entre -15 C et + 13 C et avec un compresseur 30 rotatif à vis comportant la disposition correcte des ouvertures, on peut obtenir un rendement de 6 sur l'année pour le mode de fonctionnement avec introduction de chaleur tel que représenté dans la figure 1. Pour rentabiliser ce système par rapport à un chauffage à combustion un rendement de 2,5 suffit déjà. Avec un chauffage à résistance électrique simple on obtiendrait un 35 rendement de 1. Ainsi une introduction en cascade de chaleur puisée dans l'air dans la boucle d'eau de base AQUA-MATIC, représente une possibilité extrêmement efficace d'ajouter la chaleur nécessaire à la boucle AQUA-MATIC si l'on ne dispose pas d'une source de chaleur solaire ou si cette dernière n'est utilisée que par l'intermédiaire du réservoir de détente/vaporisation 62.

15 Si l'eau qui sort de ou retourne vers le condenseur de chauffage à eau 56 dépasse un niveau prédéterminé, le distributeur à tiroirs de contrôle de capacité 26 du compresseur 14 ferme l'ouverture d'aspiration de gaz du compresseur. Au un niveau de flux minimal un indicateur commutateur associé au 5 distributeur à tiroir de contrôle de débit ou un détecteur de flux situé dans la conduite d'aspiration 36 de l'évaporateur puisant dans l'air change le mode de fonctionnement du système en un mode représenté dans la figure 2 où la source de chaleur est uniquement le réservoir de détente et de vaporisation par énergie solaire ou de récupération En se référant à la figure 2 qui représente un mode de fonctionnement de chauffage qui n'exige pas le fonctionnement de l'évaporateur puisant dans l'air comme source d'énergie thermique pour le condenseur de chauffage à eau, la source d'énergie solaire ou de récupération peut être utilisée pour introduire de l'énergie thermique dans la boucle primaire de réfrigération. 15 Ici encore des flèches illustrent cette partie du circuit en fonctionnement. Dans ce mode de fonctionnement les vannes de commande 78, 88, 98 et 100 sont ouvertes tandis que les vannes de commande 94, 102, 106, 108, 116 et 126 sont fermées. Comme dans la figure 1 l'ouverture de la vanne 98 envoie le réfrigérant vers le compresseur à vis 14 et réduit normalement la circula - 20 Lion du réfrigérant venant du réservoir 62 vers le le détendeur 20. Le système de commande bloque ainsi, grâce à l'absence du besoin d'introduction de chaleur intense au système de chauffage à eau, l'évaporateur de refroidissement d'eau 64 et l'élement évaporateur/condenseur 66, parce que le réservoir 62 fournit suffisamment de chaleur. Du réfrigérant condensé passe du récepteur a l'évaporateur de sous-refroidissement 60 où une partie est renvoyée sous forme de réfrigérant vaporisé à travers la conduite de retour 80 de l'évapora- teur de sous-refroidissement et la conduite d'injection 40 vers l'orifice 38 d'injection et entre dans le compresseur à une pression intermédiaire à celle régnant à l'extrémité d'aspiration et celle régnant à l'extrémité 30 de refoulement du compresseur. La plus grande partie du réfrigérant en circu- lation passe toutefois à travers le réservoir 62 en prélevant la chaleur de la solution de glycol qui circule dans le tube 63, la vanne de commande 88 étant ouverte. La vanne de commande 100 est également ouverte ce qui permet à ce réfrigérant vaporisé d'entrer dans l'orifice d'aspiration ou d'admission du compresseur 14 qui se trouve à une pression inférieure à celle régnant au niveau de l'orifice d'injection 38 du tiroir d'injection 28. Graée à cette basse pression une quantité relativement grande de chaleur peut être extraite de la source solaire ou de la source à récupération par le réservoir 62. La vanne anti -retour 84 insérée dans la conduite d'injection 40 empêche

16 la vapeur de réfrigérant qui se trouve à une pression plus élevée et qui vient de l'évaporateur de sous-refroidissement 60 de passer en dérivation à côté de l'ouverture d'injection 38 pour chercher l'ouverture d'aspiration ou d'admission 27 du compresseur 14 à travers la conduite 96, Une partie de la vapeur de réfrigérant est comprimée partiellement et sort du compresseur à travers l'orifice d'éjection 30 du distributeur et là conduite d'éjection 32 en passant par la conduite 128 vers l'échangeur de chauffage à air chaud 68 pour chauffer une partie de l'immeuble B. Toutefoisi la plus grande partie de la vapeur de réfrigérant qui se trouve à la pression 10 de refoulement du compresseur passe par l'ouverture de refoulement 25 et la conduite de refoulement 34 directement vers le condenseur de chauffage à eau 56. En résumé, le réservoir de détente et de vaporisation par énergie solaire ou de récupération alimente l'aspiration principale du compresseur Le condenseur à chauffage à eau chaude 56 commande le débit de vapeur de réfrigérant qui entre dans le distributeur à tiroirs de commande de débit principal ou peut commander le débit de la vapeur de réfrigérant qui vient du réservoir 62, l'évaporateur de sous-refroidissement 60 continue à alimenter le distributeur à tiroirs coulissants d'injection 28. Si par exemple la 20 température du réfrigérant liquide qui sort de l'évaporateur de sous-refroidissement 60 a la tendance de monter au dessus d'un point prédéterminé, le distributeur à tiroirs coulissants d'injection 28 est amené à une position plus proche du côté aspiration du compresseur 14 ce qui ramène la température du réfrigérant liquide du côté de la sortie de l'évaporateur de sous-refroidis- 25 serrent 60 à un niveau prédéterminé désiré. En ce cas le distributeur à tiroirs coulissants augmente ainsi automatiquement le sous-refroidissement pour maintenir la température désirée. Dans ce fonctionnement le distributeur à tiroirs coulissants de commande de débit 26 décharge le compresseur dans la mesure où moins de chaleur est nécessaire dans l'immeuble. Il faut noter 30 que le niveau de pression à la sortie du réservoir 62 tendance à augmenter en raison du fait qu'on prélève moins de chaleur du collecteur lorsque les besoins de l'immeuble diminuent. Cette augmentation continue jusqu'au moment où la pression dans la ligne 40 et dans la ligne 52 qui en dérive est suffisante pour commencer à faire fonctionner le détendeur étanche à vis hélico/- 3 5 dales 20. A ce moment le - détendeur 20 commence à décharger à un certain degré le moteur étanche d'entraînement 16. Cela implique, la vanne 108 étant ouverte, le maintien d'une pression suffisante dans la conduite qui mène vers l'unité 68 ; ce maintien est assuré par le régulateur de pression 160 en amont pour garantir que la pression dans cette conduite est suffisante

17 pour maintenir une pression suffisante dans l'échangeur de chauffage à air chaud 68. Etant donné que le but premier de la vapeur de réfrigérant ou du gaz sortant du distributeur d'éjection 22 est d'alimenter l'échangeur de chauffage à air chaud 68 lorsque la température augmente lors de son 5 passage à travers l'échangeur de chauffage à air chaud et que l'on a moins besoin de l'effet de chauffage, le distributeur d'éjection est amené en une position plus proche du côté basse pression du compresseur ce qui a pour effet de faire entrer moins de gaz dans l'échangeur de chauffage à air chaud. 10 A ce point nous avons la condition selon la figure 3, à savoir le chauffage/refroidissement hors saison. Avec le système de commande qui permet le fonctionnement tel que représenté dans la figure 3 le mode de fonctionnement en chauffage et refroidissement hors saison apparaît lorsque l'échangeur de chauffage à air chaud n'a plus besoin de fournir de l'air chauffé à un 15 immeuble, l'échangeur de chauffage à air chaud faisant monter la température d'une pièce à environ 13 C ; si la vanne de retenue ou de régulation de pression 160 est ajustée à une valeur suffisamment élevée on dispose toujours de suffisamment de pression de vapeur pour alimenter la vapeur dans l'échangeur de chauffage à air chaud, et en ce cas l'échangeur de chauffage à air chaud 20 fournit effectivement de la chaleur. Le distributeur à tiroirs coulissants de commande du débit 26 est de préférence commandé en fonction de la température de l'eau refroidie en sortie de l'évaporateur 64 au lieu d'être commandé en fonction de la température de l'eau chaude sortant du condenseur 56 comme dans le cas précédent. Il faut se rappeler que le mode de fonctionnement 25 selon la figure 3 n'est pas possible si le système est mis en cascade avec la boucle de climatisation secondaire de la figure 5, c'est-à-dire, que dans la figure 3, il y a simultanément alimentation en chaleur d'une partie de l'immeuble climatisé par le condenseur de chauffage 56 du système de chauffage, et absorption de chaleur par l'évaporateur de refroidissement 30 d'eau 64 dans une autre partie du même immeuble. Dans de telles conditions si la température de l'eau refroidie qui sort commence à augmenter, le distributeur à tiroirs coulissants 26 qui commande le débit du compresseur se déplace dans le sens qui à pour effet de charger le compresseur ce qui chasse davantage de gaz de l'évaporateur de refroidissement d'eau et a tendance 35 à réduire la température de l'eau en circulation. En ce qui concerne le condenseur de chauffage à eau 56, le distributeur d'éjection 22 est amené dans une position plus proche du côté du refoulement du compresseur si la température de l'eau qui sort ou entre dans le système de chauffage à eau dépasse une valeur prédéterminée ; de ce fait de plus en plus de gaz est

18 envoyé dans le condenseur refroidi par l'air extérieur. En outre, le distributeur de commande de débit principal et l'orifice d'aspiration qu'il commande est alors alimenté à partir de l'évaporateur de refroidissement d'eau 64 et non à partir du réservoir 62. De préférence le distributeur à tiroirs 5 coulissants de commande de débit est commandé en fonction de la température à la sortie de l'évaporateur car la température à la sortie de l'évaporateur doit être en permanence bien réglée puisqu'on a surtout besoin de refroidisse- ment. Le distributeur d'éjection se déplace afin qu'une quantité plus grande de vapeur de réfrigérant ou de gaz puisse être envoyée sans compression 10 dans le condenseur 66 refroidi par l'air extérieur une petite quantité seulement du gaz étant entièrement comprimée et refoulée dans le condenseur de chauffage à eau chaude 56 parce que les besoins en chauffage sont minimes pour l'immeuble dans ces conditions hors saison. Dans l'hypothèse où l'on dispose de suffisamment d'énergie thermique à introduire dans l'évaporateur solaire ou à 15 récupération, le détendeur commencera à fonctionner et à refouler à travers la conduite 104 avec celui ou celle du distributeur d'éjection 22 dans le condenseur refroidi par l'air. Lorsque le besoin de refroidissement ou de chauffage est très faible et si l'énergie solaire captée est très importante, le détendeur 20 aura tendance à faire tourner le moteur à induction étanche suffisamment vite pour alimenter le réseau électrique de l'immeuble à travers les lignes 44. Normalement un moteur étanche à induction qui fonctionne à une vitesse synchrone, nécessite toujours un peu de courant d'aimantation prélevé dans le réseau électrique Mais si la vitesse dépasse légérement la vitesse synchrone, le moteur à induction étanche commence à fournir davantage 25 d'énergie électrique au réseau électrique de l'immeuble qu'il en prélève. Dans le mode de chauffage ou refroidissement hors saison la source solaire fait fonctionner le détendeur 20 qui à son tour entraîne par l'embrayage 21 le compresseur 14 ce qui constitue un mode de fonctionnement hautement efficace pour le système qu'il soit mis en cascade ou non. Dans 30 ce cas les vanne de commande 78, 88, 94, 108 et 116 sont ouvertes, alors que les vannes de commande 98, 100, 102, 106 et 126 sont fermées. Comme il a déjà été dit ci-dessus l'ensemble des vannes de commande sont manoeuvrées grâce à un système de commande approprié (non représenté) de même que l'embrayage 21. Une partie de la vapeur de réfrigérant partielle- 35 ment comprimée qui sort de l'orifice 30 du distributeur d'éjection et passe dans la conduite d'éjection 32 ainsi qu'une partie de la vapeur de réfrigérant qui est refoulée après détente à travers l'orifice 49 du détendeur 20 et traverse la conduite 54 et la vanne anti-retour 122, passent dans l'élément évaporateur condenseur 56 qui fonctionne en condenseur. Etant donné que

19 la vanne de commande 108 est ouverte et la vanne de commande 106 est fermée, le réfrigérant liquide condensé sort de l'unité 66 pour rentrer dans la conduite 110 où une partie de ce réfrigérant est pompée en retour vers le récepteur 58 alors qu'une autre partie de ce réfrigérant est envoyée vers 5 le réservoir 62 par la conduite 114 et la vanne de commande 116 qui est ouverte. La pompe 118 pompe le liquide de la conduite 110 vers le réservoir 62 où le liquide prélève de l'énergie thermique venant de la source solaire, le réfrigérant vaporisé passant ensuite à travers la vanne anti-retour 120 et la conduite 52 puisque la vanne de commande 98 est fermée ; le liquide 10 entre ensuite dans l'orifice d'alimentation ou d'admission 53 sous la commande du distributeur à tiroirs coulissants 46 du détendeur 20. Du réfrigérant liquide venant du récepteur 58 arrive dans le sous refroidisseur 60 comme dans les modes de fonctionnement précédents et est sous refroidi avant d'entrer dans la conduite d'alimentation 74, où le liquide doit en raison 15 de la fermeture des vannes 88 et 102, passer dans l'évaporateur de refroi- dissement d'eau 64 par la conduite d'alimentation 92 et la conduite de retour d'aspiration 95. La plus grande partie de la vapeur de réfrigérant esecomprimée par le compresseur 14 et refoulé à travers l'orifice de refoulement 25 sous la commande du distributeur à tiroirs coulissants d'adaptation de pres- 20 sion 24 qui effectue de préférence une fonction d'adaptation de pression, c'eut-à-dire évite la sur- ou sous- compression du gaz à l'intérieur du compresseur 14 ; ce gaz ou cette vapeur de réfrigérant est envoyée à travers la conduite de refoulement 34 directement au condenseur de chauffage à eau chaude En mode de fonctionnement pour refroidir, figure 4, on n'a plus besoin de chaleur à l'intérieur de l'immeuble. Afin d'assurer qu'aucune chaleur n'est fournie à l'immeuble, on arrête la circulation d'eau dans le condenseur de chauffage à eau chaude 56, et par conséquent si l'eau ne circule plus, il ne peut naturellement pas y avoir de condensation de la vapeur de réfrigé- 30 rant qui se trouve dans la conduite de refoulement 34. Dans le mode de fonctionnement, la vanne 126 étant ouverte, le distributeur d'éjection est poussé complètement vers le côté de refoulement de la machine et fermé, et le refoulement entier passe maintenant à travers l'ouverture principale 25 de refoulement du compresseur 14. Cela est très avantageux parce que, en cas de refroi- 35 dissement en pleine charge, on a besoin d'un maximum de refroidissement du moteur, et tout le gaz passe par le moteur étanche sur le côté refoulement du compresseur 14. Il faut se rappeler que dans les deux modes de fonctionnement, à savoir en chauffage ou en refroidissement, la chaudière auxiliaire à combustion

20 peut être utilisée pour assurer l'introduction d'énergie thermique dans la boucle fermée de réfrigération, en partie en détendant la vapeur qui est générée dans la chaudière 154 dans le détendeur 20 et en partie en fournissant du gaz de refoulement du détendeur vers le condenseur de chauffage 5 à eau chaude 56. L'absence totale d'une fonction de chauffage pour l'immeuble B, figure 5, permet à la fois à l'échangeur de chauffage à air chaud 68 et au condenseur de chauffage à eau chaude 56 d'être isolé du système, et la fonction essentielle du système primaire et secondaire de pompe à chaleur est d'éliminer des 10 calories de l'eau en circulation dans les tubes 150 vers les diverses pompes à chaleur de zones 146, 148. Ici encore la totalité du réfrigérant se déplace dans la direction des flèches. Les vannes de commande 78, 94, 108 et 126 sont ouvertes, alors que les vannes de commande 180, 116 et 126 sont ouvertes et les vannes de commande 88, 98, 100, 102 et 106 sont fermées. L'élément 15 évaporateur/condenseur 66 fonctionne en recevant de la vapeur de réfrigérant du détendeur 20 et de l'orifice 30 du distributeur d'éjection du compresseur 14 d'une manière semblable à celle qui correspond au fonctionnement selon la figure 3. Le système fonctionne entièrement en refroidissement, la source solaire entraînant encore le détendeur/compresseur qui sont couplés l'un 20 sur l'autre par l'embrayage Dans ce fonctionnement de même que dans le fonctionnement selon la figure 3 le rotor (non représenté) du moteur à induction 16 est physiquement entraîné par le fonctionnement du détendeur 20 si bien que ce moteur peut produire de l'énergie électrique qui est renvoyée au réseau par les lignes 44. L'évapo- 25 rateur de sous-refroidissement 60 alimente l'orifice 38 du distributeur d'injection à une pression intermédiaire à la pression d'aspiration et à la pression de refoulement du compresseur à vis ; les vannes 100 et 98 sont fermées et la vanne anti-retour 84 empêche que la vapeur de réfrigérant ne retourne au réservoir de détente ou de vaporisation par énergie solaire 30 ou de récupération 62 par la conduite d'injection 40. L'échangeur 66 délivre des calories dans l'atmosphère, alors que l'évaporateur de refroidissement d'eau 64 prélève des calories au système AQUA-MATIC, figure 5. La vanne de dérivation 126 de la conduite 124 est ouverte et permet au gaz refoulé par le compresseur de passer dans l'élément évaporateur/condenseur 66 qui 35 fonctionne en condenseur pour l'ensemble de la vapeur de réfrigérant pour rejeter des calories. La vanne 88 étant fermée, on ajoute de l'énergie thermique, provenant de la source solaire, au réfrigérant condensé qu'on a pris de l'élément évaporateur/condenseur 66 en le faisant passer par la conduite d'alimentation 114 à travers la vanne ouverte 116, sous l'effet de la pompe Avant la détente de cette vapeur de réfrigérant dans le détendeur 20, on