Brevet FR2300297A1 — publié le 19760903

La présente invention se rapporte à des agencements de piscines et, plus particulièrement, à un procédé permettant l'exploitation intégrée d'une piscine par une nette amélioration du rendement thermique. Elle vise également les installations destinées a la mise en oeuvre de ce procédé et les piscines équipées de telles installations. Dans la présente demande, le terme "integration" doit s'entendre dans le sens coordination des activités de plusieurs organes en vue d'un fonctionnement harmonieux et, s'agissant d"'intégration thermique", cette expression vise un procédé destiné notamment à réduire les apports thermiques extérieurs par la récupération maximale des calories transportées par les effluents. On a déjà proposé de nombreux agencements de piscines fonctionnels, mais la plupart dè ceux-ci ont été étudiés a une époque ou l'énergie était abondante et bon marché. Ainsi, d'une maniere générale, ces agencements prennent fort peu en compte les préoccupations d'économie d'énergie qui sont actuellement la regle. Très souvent aussi, ces agencements satisfont peu ou mal aux exigences actuelles en matière de pollution. Dans une piscine, l'énergie dépensée est destinée à assurer: a) le chauffage des locaux; b) la ventilation; c) la production d'eau chaude sanitaire; d) le réchauffage de l'eau du bassin. Le chauffage des locaux est nécessaire pour maintenir l'ambiance intérieure à une température supérieure à la temperature extérieure. Naturellement, on réduit habituellement les pertes de chaleur par une bonne isolation. Une grosse consommatrice de thermies est la ventilation qui doit assurer deux fonctions: apporter de l'air frais aux occupants et évacuer la vapeur produite par l'évaporation de l'eau des bassins. En effet, l'évaporation sur la grande surface du plan d'eau dans le local qui se trouve à température élevée, représente une grande quantite de vapeur d'eau. Habituellement, on introduit dans le local de l'air neuf extérieur et on le rejette au dehors apres qu'il se soit chargé d'humidité, ce qui représente un fort gaspillage d'énergie. La production d'eau chaude sanitaire est nécessaire pour les besoins d'hy gène, les douches notamment. Dans les installations actuelles, cette eau, apres utilisation, est directement déversée dans les égouts, avec les calories qu'elle contient encore, autre gaspillage d'énergie. Enfin, de l'énergie est nécessaire pour chauffer le bassin lors de son-premier remplissage et à la mise en route, après chaque vidange, et aussi pour le maintenir en température en compensant les pertes par conduction et évaporation. Une part de cette énerve e sert à chauffer l'eau de renouvellement amenée en permanence au bassin, cette eau de renouvellement compensant non seulement les pertes d'eau dues aux plongeons et évacuees par les goulottes, celles des balais de la piscine, celles dues a l'évaporation, mais aussi et principalement la fraction du volume d'eau du bassin dont les reglements prévoient le renouvellement quotidien, soit 1/20 avec la réglementation actuelle. Par la suite, on désigne par effluents gazeux l'air vicié et/ou chargé d'hu midité qui est évacué de la piscine, par effluents liquides les eaux de rejet du bassin, provenant des plongeoirs et evacuées par les goulottes, les eaux du balai de la piscine et les eaux provenant des sanitaires. La présente invention vise un procédé d'intégration d'une piscine, qui est caractérisé en ce que les effluents liquides et/ou gazeux sortant de ladite piscine, cèdent, par échange thermique, une partie des calories qu'ils transportent aux courants de liquides et/ou de gaz pénétrant dans cette pisine. Comme on le verra ci-après, on parvient ainsi a réduire tries notablement les pertes de chaleur. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs mieux de la description suivante, donnée uniquement a titre d'exemple, en réference aux dessins annexes dans lesquels: La Figure 1 est une représentation schématique d'une piscine agencée pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, montrant notamment le circuit de ventilation et de chauffage des locaux et le circuit de réchauffage de l'eau du bassin. La Figure 2 est une vue montrant plus en détail ce circuit de réchauffage et l'installation de production d'eau chaude sanitaire. Dans la forme de réalisation choisie et représentée, l'agencement de piscine selon l'invention comprend un bassin 10 a l'intérieur d'un hall 11, ce bassin étant borde par une goulotte 12. Au hall 11 sont attenantes des annexes 13 abritant des sanitaires, douches et autres installations analogues. L'air vicié 14 du hall 11, chargé d'humidité du fait de l'évaporation de l'eau du bassin, est aspiré par des orifices de ventilation 15 au moyen de ventilateur 16 disposé sur un conduit d'evacuation 17, cet air se trouvant à la temperature qui doit être maintenue à l'intérieur du hall, soit par exemple 27"C. Selon l'invention, on fait passer cet air vicié sur l'évaporateur 18 d'une pompe à chaleur 19, avant de l'évacuer à l'extérieur, tandis que l'air neuf 20 prelevé à l'extérieur à la température ambiante est amené dans le hall 11 par des ouies 21 dans une conduite 22 après avoir traversé un filtre 23, le condenseur 24 de la pompe à chaleur 19 et un ventilateur 25. Ainsi, l'air vicié passant sur l'évaporateur de la pompe à chaleur et l'air neuf sur le condenseur, il y a échange de thermies entre l'air neuf et l'air vicie et la dépense nécessaire au chauffage se limite ainsi au fonctionnement de la pompe à chaleur. Cette même pompe est utilise pour la déshumidification de l'air du hall qui doit être maintenu à un degré d'hygrométrie convenable, grâce à une canalisation 27 formant bypass entre les conduits 17 et 22 en aval de ladite pompe par rapport au hall, un moyen de commutation constitué par un volet de réglage 28 étant disposé sur cette canalisation 27 et étant soumis à l'action d'une installation de régulation non représentée. Ainsi, l'air provenant du hall et passant sur l'évaporateur 18 de la pompe 19 y perd son humidité et est refroidi; puis, la totalité ou une partie de cet air empruntant la canalisation de dérivation 27 passe sur le condenseur 24 de cette même pompe et s'y réchauffe avant de retourner dans le hall. Cette déshumidification en circuit ferme se fait sans pertes de calories, avec la seule dépense du fonctionnement de la pompe 19, en particulier lorsque la piscine ne fonctionne pas; on évite ainsi des condensations sur les murs et les vitres. Un circuit de ventilation analogue est prévu pour les annexes 13; il comporte des éléments analogues au circuit précédemment décrit, désignés par les mêmes références affectées de l'indice a. En ce qui concerne le circuit de ventilation et de déshumidification du hall 11, on a représenté une seule pompe à chaleur 19; on peut avantageusement disposer deux telles pompes en parallèle, l'une fonctionnant lorsque le bassin est en occupation réduite et l'autre n'entrant en service qu'en plein régime. Sur la Figure 1, est également représenté, sous forme tres simplifiee,le circuit de réchauffage de l'eau des bassins. L'eau de rejet des goulottes 12 et les eaux de lavage du balai de piscine, à une température voisine de celle du bassin, par exemple 23 , est amenée par la conduite 30 à une première zone d'echange constituée par un échangeur 32, où elle cède une part de ses calories à l'eau d'appoint du circuit d'eau de ville 34 traversant ce même échangeur. Ces eaux de rejet et de lavage, dont la température se trouve ainsi abaissée, par exemple à 18 , passent ensuite en empruntant une canalisation 35 sur l'évaporateur 36 d'un groupe frigorifique 37 utilisé en pompe à chaleur et constituant une seconde zone d'échange; elles en assurent le refroidissement avant d'être rejetées vers l'égout par la con duite 38, elles ont alors une température relativement basse, par exemple 9". Par ailleurs, l'eau de ville sort réchauffée de l'échangeur 32 (par exemple a 150) et est conduite par la canalisation 40 au condenseur 41 de la pompe à chaleur 37; elle y est réchauffée à 260 par exemple et est amenée par la conduite 43 au bassin 10 en traversant un groupe de pompage 45 et une installation de filtrage et de traitement 48. Ainsi, pour le réchauffement de l'eau d'appoint destinée au renouvellement du bassin, on n'a utilisé comme énergie que celle necessaire au groupe frigorifique et au groupe de pompage, sans perte de chaleur. Pour le maintien en température du bassin et pour sa mise en service, une canalisation 50 que peut fermer une vanne 49 relie le bassin a la canalisation 43, en un point 51 situé en amont du groupe de pompage 45 et une chaudière 52 est placée en dérivation sur cette canalisation 43 en aval de l'installation de filtrage 48. Par le jeu d'une vanne 53 placée sur la canalisation 43 en amont du point 51 et d'un ensemble de vannes 55 à 57 placées sur les raccordements de la chaudiere à la canalisation 43 et entre ceux-ci, il est possible d'isoler le circuit comprenant la canalisation 50, le groupe de pompage 45, l'installation de filtrage 48, la chaudière 52 et les sections de la canalisation 43 reliant ces éléments au bassin 10.On peut ainsi maintenir le bassin en température,- de préférence la nuit, en heures creuses, en utilisant avantageusement une chaudiere électrique; on procède de la même manière lors de la mise en service du bassin, après une vidange. On dispose de préférence sur la canalisation 50 un préfiltre 47. La Figure 2 illustre de façon plus detaillée les circuits de chauffage du bassin. On voit que les eaux de rejet de goulotte et de lavage du balai, recueillies par les conduites 30a et 30b s'accumulent dans une bâche 60 qui re çott également en 61 les eaux d'évacuation des douches. Ces eaux de rejet sont prelevées dans la bâche par la canalisation 30c pour être conduites à l'échan- geur 32 et y céder une partie de leurs calories à l'eau de ville d'appoint, comme on l'a vu précédemment. Cette eau de ville provient d'un bac de disconnexion 62 alimenté par la canalisation 34a et d'ou part la canalisation 34b aboutissant à l'échangeur 32.Une dérivation 63 de la canalisation 34a assure le remplissage d'appoint de la bâche 60, cette dernière comportant une canalisation de trop plein 64 qui aboutit aux egouts 66, auxquels aboutit également la conduite 38. Pour la production d'eau chaude sanitaire, on utilise un ou plusieurs chauffe-eau 65, alimentés par l'eau de ville en 68 et délivrant l'eau chaude par l'intermédiaire de mitijeurs 67. Comme on lia déjà vu, après utilisation et avant d'être envoyée à l'égout, l'eau chaude provenant des sanitaires est utilisee pour le réchauffage de l'eau des bassins. Une centrale de régulation 70, reliée à une sonde de température 72 qui est disposée sur lä canalisation 43 assurant l'appoint d'eau chaude au bassin, commande le fonctionnement du groupe frigorifique 37 et l'admission d'eau de rejet provenant de la bâche 60. Le fonctiqnnement de la chaudière 52 est également sous la dépendance d'une sonde 73 placee aussi sur la canalisation 43. On constate qu'une piscine mettant en oeuvre le procédé selon l'invention présente une consommation énergétique qui est de 3 à 4 fois moindre que pour une piscine conventionnelle. Bien entendu, il est nécessaire de veiller particulierement à l'isolation thermique du hall et des locaux abritant le bassin et les installations sanitaires, si on veut tirer tout le parti possible du procédé selon l'invention. Il va de soi que la presente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation decrits et représentés. Elle est susceptible de nombreuses modifications et autres variantes, accessibles à l'homme de l'art, sans que l'on ne s 'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS I.- Procéde d'intégration thermique d'une piscine, caractérisé en ce que les effluents liquides sortant de ladite piscine, cèdent, par échange thermique, une partie des calories qu'ils transportent aux courants de liquides pénétrant dans cette piscine. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les effluents liquides sont refroidis par échange thermique avec le courant d'eau froide destine à pénétrer dans la piscine, cet échange thermique étant effectué en deux phases dont la seconde a lieu dans le condenseur d'une pompe à chaleur dans l'évaporateur de laquelle les effluents liquides circulent. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier échange thermique a lieu dans un échangeur. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le courant d'eau destiné à pénétrer dans la piscine est soumis, le cas échéant, après les échanges thermiques précités, à un chauffage d'appoint. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que sur le trajet des effluents liquides, préalablement aux échanges thermiques précités, est prévue une bâche d'accumulation des eaux de rejet. 6.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 7.- Installation selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'elle comporte au moins un circuit pour le renouvellement et le réchauffage de l'eau de la piscine, ce circuit comprenant une zone d'accumulation et/ou de purification, une première zone d'échange thermique, une seconde zone d'échange thermique comprenant un groupe frigorifique fonctionnant en pompe à chaleur, et des moyens de recirculation. 8.- Installation pour l'intégration thermique d'une piscine, caractérisée en ce qu'elle comporte - au moins un circuit pour le renouvellement et la déshumidification de l'air ambiant, ce circuit comprenant une pompe à chaleur, des moyens de circulation et de filtration du courant de gaz de renouvellement et des moyens de commu tation permettant de recycler l'air déshumidifié et/ou de l'évacuer ; - au moins un circuit pour le renouvellement et le réchauffage de l'eau de la piscine, ce circuit comprenant une zone d'accumulation et/ou de purification, une première zone d'échange thermique, une seconde zone d'échange thermique comprenant un groupe frigorifique fonctionnant en pompe à chaleur, et des moyens de recirculation.