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Vanne d'inversion de pompe à chaleur

1930
  • William R. Hainsworth
Vanne d'inversion pour pompe à chaleur dans les applications mécaniques pour les systèmes CVC.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Une vanne d'inversion est un type de vanne à quatre voies qui constitue un composant essentiel d'un système de chauffage réversible. pompeIl inverse le sens de circulation du fluide frigorigène dans le système. Cela permet à la pompe à chaleur de passer du mode refroidissement en été au mode chauffage en hiver, en transformant le serpentin intérieur en condenseur (pour le chauffage) ou en évaporateur (pour le refroidissement).

La vanne d'inversion est l'élément clé qui permet à un système à compression de vapeur de fonctionner à la fois comme climatiseur et comme chauffage. Il s'agit essentiellement d'une vanne à quatre voies complexe commandée par un solénoïde. Cette vanne possède quatre raccords pour le fluide frigorigène : un au refoulement du compresseur, un à l'aspiration du compresseur, un à l'évaporateur intérieur et un à l'évaporateur extérieur.

En mode refroidissement, la vanne dirige le gaz chaud à haute pression provenant du compresseur vers le serpentin extérieur, qui fait office de condenseur pour évacuer la chaleur vers l'extérieur. Le fluide frigorigène liquide refroidi circule ensuite vers le serpentin intérieur, qui joue le rôle d'évaporateur pour absorber la chaleur de l'air intérieur. En mode chauffage, un signal basse tension active l'électrovanne. Celle-ci actionne une petite vanne pilote, qui exploite les différences de pression au sein du système pour déplacer un coulisseau principal à l'intérieur du corps de la vanne. Ce coulisseau modifie le circuit du fluide frigorigène. Le gaz chaud provenant du compresseur est alors envoyé vers le serpentin intérieur, qui devient le condenseur et libère de la chaleur dans le bâtiment. Le fluide frigorigène froid circule ensuite vers le serpentin extérieur, qui devient l'évaporateur et absorbe la chaleur ambiante de l'air extérieur. Ce système ingénieux de redirection du flux permet une régulation climatique optimale tout au long de l'année grâce à un seul appareil.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Ingénierie mécanique

Taper

Composant mécanique

Perturbation

Incrémentale

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • invention de la vanne à quatre voies de base pour le contrôle du sens des fluides dans les machines à vapeur et les systèmes hydrauliques
  • développement du cycle frigorifique à compression de vapeur, créant le système que la vanne contrôlerait
  • le besoin d'un appareil unique et économique capable d'assurer à la fois le chauffage et la climatisation
  • progrès dans la technologie des solénoïdes et des électroaimants pour l'actionnement des vannes

Applications

  • climatiseurs réversibles résidentiels et commerciaux (pompes à chaleur)
  • systèmes de climatisation multisplit et à débit de réfrigérant variable (VRF)
  • systèmes de pompes à chaleur géothermiques
  • Systèmes de climatisation automobile assurant à la fois le chauffage et la climatisation
  • cycles de déshumidification dans les climatiseurs avancés

Brevets:

  • US Patent 1845115 (William R. Hainsworth, 1932)

Idées d'innovations potentielles

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En lien avec : vanne d'inversion, vanne à quatre voies, pompe à chaleur, CVC, débit de réfrigérant, mode refroidissement, mode chauffage, vanne à tiroir, solénoïde, vanne pilote.

Contexte historique

Vanne d'inversion de pompe à chaleur

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(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

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