Brevet FR2265045A1 — publié le 19751017

invention se rapporte à un procédé dE chauffage à l'aide d'une pompe à chaleur et de la récunération des calories dégagées par une machine motrice fln sait qu'une pompe à chaleur est une machine qui permet, grace à un apport de travail, de prélever des calories à une source froide pour les restituer dans un milieu chaud, le travail étant lui-meme converti en chaleur A cette fin, la pompe à chaleur se compose=essentiellement d'un circuit comprenant un compresseur, des échangeurs (un évaporateur et un condenseur) et un dispositif de détente A titre d'exemple, un tel circuit peut être constitué par un groupe frigorifique à compression Des calories à basse température sont prélevées par ltévaporateur dans l'enceinte réfrigérée et restituées à une température supérieureà la température ambiante par le condenseur situé à l'extérieur de l'enceinte Des calories peuvent-etre également récupérées à partir de sources diverses-: eaux de surface (lac, rivière, mer), nappes phréatiques, eaux de rejet des centrales électriques et les eaux d'autres installations industrielles Un but de la présente invention est de récupérer les calories dégagées par une machine motrice entraînant une pompe à chaleur afin de les utiliser dans le domaine du chauffage écono- miqus A cent effet, le procédé suivant l'invention est remarquable en ce qu'on récupère les calories dissipées par un moteur actionnant le compresseur d'une pompe à chaleur, an additionne ces calories à celles fournies par le condenseur de la pompe à chaleur. Suivant un exemple de mise en oeuvra du procédé, on additionne les calories dissipées par ledit moteur en les introduisant entre le compresseur et un circuit primaire du condenseur de la pompe à chaleur, ce qui permet de réduire au minimum la température de condensation. Suivant un autre exemple de mise en oeuvre du proédé,on additionne les calories dissipées par ledit moteur en les introduisant dans un circuit secondaire d'utilisation du condenseur de la pompe à chaleur. Suivant une caractéristique es intéressante, on ré cupère les calories dissipées sur le fluide de refroidissement d'un moteur thermique appartenant au groupe des moteurs à explosion et à combustion interne Suivant une autre caractéristique, on récupère les calories dissipées sur l'huile de lubrification d'un moteur thermique appartenant au groupe des moteurs à explosion et à combustion interne - Suivant une autre caractéristique, on récupère les calories dissipées su 11 échappement d'un moteur thermique du groupe appartenant au groupe des moteurs à explosion et à combustion interne Dans le cas de pompe à chaleur utilisée pour le chauffage fonctionnant à l'aide d'une turbine à gaz, l'invention prévoit de récupérer les calories dissipées par celle-ci. Dans le cas de pompe à chaleur utilisée pour le chauffage et fonctionnant avec un moteur électrique, l'invention prévoit de récupérer les calories dissipées sur les enroulements du moteur. Sur le moteur, on récupère les calories dissipées par l'intermédiaire d'un échangeur-récupérateur. La description se rapporte à des exemples de réalisation non limitatifs décrits avec référence aux dessins dans lesquels La figure 1 représente un exemple de schéma qui illustre le procédé suivant l'invention. La figure 2 représente une variante du schéma de la figure 1 Dans exemple de la figure 1, A est un circuit de pompage d'une source de calories S représentée par de l'eau et telle qu'une eau de surface (lac, rivière, mer), une nappe phréatique, une eau de rejet de centrale électrique ou d-'une installation Industrielle Le circuit A comporte une pompe aspirante a1, un dispositif de filtrage a2, un faisceau a3 dans un évaporateur e commun à un autre circuit B. Ce dernier comprend-un compresseur bl actionné par une machine motrice M dont il faut récupérer les calories perdues, un faisceau b2 appartenant au circuit primaire d'un condenseur k commun au circuit C de récupération, un détendeur réglable et un retour vers un faisceau b5 de l'échangeur e. Le circuit C comporte un échangeurwrécupérateur v incorporé à la machine motrice M, une zone d'utilisation u pour le chauffage, une pompe de circulation c1 reliée au faisceau c2 appartenant au circuit secondaire d condenseur ks La machine motrice M est celle dont il faut récupérer les calories dissipées et perdues pour les ajouter aux calories apportées par la source S à travers les circuits A et E Pour mémoire, onrappellera qu'un fluide caloportaur comme le fréon est introduit à l'état liquide dans le faisceau b5 de l'évaporateur e et qutil s'y vaporise à basse pression, donc à basse température, en empruntant des calories à la source S par l'intermédiaire du faisceau a3 Le compresseur b1 aspire les vapeurs fournies par le fluide et les refoule à une température et à une pression plus éle uvées. Dans le condenseur k, les vapeurs se condensent à haute pression en cédant des calories. Le détendeur réglable b3 a pour but de faire baisser la pression du fluide caloporteur avant son arrivée dans l'évapo- rateur e. Le procédé -suivant l'invention consiste à récupérer les calories dissipées par la machine motrice M actionnant le compresseur b1 dans le circuit B, ce dernier formant la pompe à chaleur classique Ces calories, prélevées sur un échangeur-récupérateur v associé à la machine M, sont additionnées à celles fournies par le faisceau C2 du condenseur k et envoyées dans un circuit d'utilisation u approprié. La machine motrice M peut être soit un moteur thermique à explosion ou à combustion, soit un moteur électrique, soit encore un autre type de moteur dissipant des calories non récupérées. Dans le cas des moteurs thermiques, les calories dissipées sont récupérées sur le circuit de refroidissement (eau ou air) ou à partir des gaz d'échappement Dans le cas d'un moteur électrique, les calories peuvent etre prélevées sur les enroulements. La figure 2 illustre un autre exemple de schéma conforme au procédé suivant l'invention. Sur cette figure, les appareils sont désignés par les mêmes références, mais l'échangeur-récupérateur v est relié entre le compresseur b1 et le circuit primaire b2 du condenseur k Cette disposition permet de réduire au minimum la température de condensation. Dans cette variante de réalisation, le circuit A est inchangé. En ce qui concerne le circuit B, il~diffère du circuit B de la figure 1 par le fait que la sortie du compresseur b1 ntest pas reliée directement à'entrée du faisceau b2 du condenseur k. La sortie du compresseur b1 est reliée à l'entrée de l'échangeur récu- pérateur v associé à la machine Me La sortie de l'échangeur récupérateur v est réunie à l'entrée du faisceau b2 du condenseur k. Il va de soi que le circuit C ne comporte plus ltéchangeur récupérateur v, et que de ce -fait la sortie du faisceau C2 du condenseur k est reliée directement au circuit d'utilisation u approprié. Le procédé est particulièrement intéressant du point de vue économique lorsqu'il s'agit de l'appliquer à des sources de calories habituellement perdues comme les eaux de rejet des condenseurs des centrales électriques thermiques et nucléaires. Dans ce cas, les eaux à une température de 200 à 30 C au sortir de la centrale peuvent céder une quantité importante de calories qui, grâce à la pompe à chaleur, peuvent être utilisées aussi bien pour le chauffage de l'habitat que pour le chauffage de locaux industriels ou agricoles REVENDICATION Procédé de chauffage suivant lequel on récupère les calories dissipées par un moteur actionnant le compresseur d'une pompe à chaleur d'une part, eut l'on additionne ces calories à celles fournies par le condenseur de la pompe à chaleur, d'autre part, caractérisé en ce que l'on additionne les calories dissipées par le moteur en les introduisant entrele compresseur et un circuit primaire du condenseur.