Brevet FR2307235A1 — publié le 19761105

La présente invention concerne les installations de chauffa ge et se rapporte plus particulièrement aux installations d'appro visionnement en eau chaude, de bâtiments, notamment de bâtiments d'habitations. Dans un grand nombre de logements, l'eau chaude est fournie par un chauffe-eau électrique ou au gaz qui assure le chauffage de l'eau jusqu'à des températures souvent trop élevées pour l'utilisation qui en est faite. On est donc obligé de refroidir l'eau chaude en la mélangeant avec de l'eau froide pour la ramener à une température normale d'utilisation. En outre, après son utilisation dans l'évier de la cuisine, dans la baignoire et les lavabos de la salle de bain, dans la machine à laver, le lave-vaisselle ou autre équipement ménager, l'eau est rejetée à l'égout à une température relativement élevée, ce qui entraine des pertes d'énergie inutiles. L'invention vise à créer une installation de chauffage per mettant de récupérer l'énergie thermique contenue dans les eaux usées. Elle vise en particulier à créer une installation de pro duction d'eau chaude qui, tout en fournissant de l'eau à une température telle qu'elle ne nécessite aucun apport d'eau froide pour son utilisation, permette de réaliser une économie notable de l'énergie dépensée pour son chauffage. Elle a donc pour objet une installation de chauffage d'un fluide comprenant une pompe à chaleur dont le condenseur est disposé en contact d'échange thermique avec le fluide à chauffer et dont l'évaporateur est en contact d'échange thermique avec un fluide destiné à céder ses calories, caractérisé en ce que ledit fluide se trouvant en contact d'échange thermique avec l'évapo rateur est constitué par les eaux usées d'un bâtiment, contenues dans un réservoir de stockage temporaire branché sur le collecteur d'eaux usées dudit bâtiment. Suivant une caractéristique particulière de l'invention, ladite installation est une installation de production d'eau chaude pour bâtiment, notamment pour bâtiment d'habitation, comprenant un réservoir de stockage de l'eau à chauffer et des moyens de chauffage de l'eau stockée dans ledit réservoir de stockage , caractériséeen ce que lesdits moyens de chauffage de l'eau sont constitués par le condenseur de la pompe a chaleur, monté dans ledit réservoir de stockage. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel - la Fig. 1 est un schéma d'une installation de production d'eau chaude suivant l'invention - la Fig. 2 est une vue en coupe d'un mode de réalisation du réservoir de stockage des eaux usées de l'installation de la Fig. 1. A la Fig. 1, l'invention est considérée comme étant appliquée à une installation de production d'eau chaude pour une habitation, par exemple pour une maison individuelle. Cette maison comporte une installation d'eau courante chaude et froide dont seule l'installation d'eau chaude est représentée. L'installation d'eau chaude comprend une canalisation 1 d'amenée de l'eau de ville froide, branchée à un réservoir 2 de stockage d'eau à chauffer, à l'intérieur duquel est monté un dispositif de chauffage 3 qui sera décrit par la suite. Le réservoir 2 est connecté à sa sortie aux robinets d'eau chaude des divers équipements de la maison tels que l'évier 4 de la cuisine, le lave-vaisselle 5, la machine à laver le linge, la baignoire 6, les lavabos 7,par l'intermédiaire d'une canalisation 8. Les canalisations d'évacuation des eaux usées provenant de ces divers équipements sont raccordées à un collecteur 9 d'eaux usées qui est branché à l'égout par l'intermédiaire d'un réservoir 10 de stockage temporaire dont la liaison à l'égout est assurée par un trop-plein 11. Dans le réservoir 10 est monté l'évaporateur 12 d'une pompe à chaleur dont le dispositif 3 de chauffage de l'eau du réservoir 2 constitue le condenseur. La pompe à chaleur comporte en outre un compresseur 13 branché entre une extrémité du condenseur 3 et une extrémité de l'évaporateur 12 et entrainé par un moteur électrique non représenté, ainsi qu'un détendeur 14 connecté entre les extrémités opposées de l'évaporateur et du condenseur. Dans le mode de réalisation représenté à la Fig. 1, l'installation comporte en outre, branchéeen parallèle sur le réservoir 2 de stockage de l'eau à chauffer, une batterie 15 d'échangeurs thermiques incorporée à l'installation I de chauffage des pièces de la maison et utilisable notamment pour assurer le préchauffage de l'air neuf utilisé par l'installation de chauffage. La batterie 15 est connectée à la canalisation 8 par une canalisation 16 et au réservoir 2, par une canalisation 17 dans laquelle est branché un accélérateur de boucle 18. Le réservoir 10 de stockage des eaux usées représenté à la Fig. 2, comporte principalement une bâche métallique 20 comprenant un emboût 21 de raccordement au collecteur 9 et un embout 22 de raccordeient à l'évacuation du trop plein 11. Autour de la bâche 20, est enroulé un serpentin 23 constituant l'évaporateur de la pompe à chaleur. Ce serpentin se trouve en relation d'échange thermique avec les eaux usées, à travers la paroi de la bâche, mais tout contact direct entre le serpentin et les eaux usées est évité. Ainsi, il n'y a aucun risque de formation de dépôts tels que tartre ou analogue sur le serpentin 23. Celui-ci est à son tour placé dans une enceinte calorifugée 24 avec pare-vapeur. L'installation qui vient d'être décrite fonctionne de la façon suivante. La pompe à chaleur comprenant le condenseur 3; I1-évaporateur 12 et le compresseur 13 est conçue de manière à rejeter à l'égout des eaux à une température voisine de 60C. Par conséquent, en admettant dans le récipient 2 de l'eau du réseau de distsibution qui se trouve à une température de 11 C, on déclenche le processus de chauffage. Le fonctionnement de l'installation est commandé par un dispositif de commande thermostatique non représenté qui contrôle la température de l'eau à la sortie du récipient 2. Le cycle de la pompe à chaleur étant établi, la chaleur des eaux usées entraite par l'évaporateur 12 est cédée par le condenseur 3 A-l'eau d'alimentation des robinets d'eau chaude stockée dans le réservoir 2. L'eau chaude fournie par l'installation est à une température de 45"C, ce qui est suffisant pour l'utilisation ménagère. Lorsque les robinets d'eau chaude sont utilisés, les eaux usées qui s'écoulent par le collecteur 9 dans le réservoir de stockage 10 à une température de 25 à 300C, élèvent la température du volume d'eau contenu dans ce réservoir, ce qui entraine un apport d'énergie calorifique à l'évaporateur 12 et par conséquent à l'eau stockée dans le réservoir 10. Etant donné que l'évacuation des eaux usées hors du réservoir 10 est assurée par effet de trop plein, lors de chaque nouvel apport d'eau chaude, une quantité correspondante d'eau plus froide est évacuée. Dans de nombreux cas, la chaleur produite au condenseur 3 dépasse les besoins du réservoir 2. I1 est alors avantageux d'utiliser cet excès de calories pour le préchauffage de l'air neuf entrant dans l'installation de chauffage. A cet effet, une partie de l'eau du réservoir 2 est dérivée vers la batterie d'échangeurs 15 ét ramenée par l'accélérateur 18 au réservoir 2 où elle est à nouveau réchauffée. L'installation suivant l'invention permet de réaliser une économie de consommation d'énergie pour la production d'eau chaude sanitaire de l'ordre de 50 à 60% par rapport aùx installations classiques. Dans le cas où on utilise également l'eau chaude du réservoir pour alimenter la batterie 15 d'échange thermique on réalise une écomonie annuelle d'énergie, pour l'eau chaudesanitaire et le chauffage, de l'ordre de 30% par rapport aux installation traditionnelles de même capacité. REVENDICATIONS 1. Installation de chauffage d'un fluide comprenant une pompe à chaleur dont le condenseur est disposé en contact d'échange thermique avec le fluide à chauffer et dont l'évaporateur est en contact d'échange thermique avec un fluide destiné à céder ses calories, caractériséeen ce que ledit fluide se trouvant en contact d'échange thermique avec l'évaporateur est constitué par les eaux usées d'un batiment, contenues dans un réservoir de stockage temporaire, branché sur le collecteur d'eaux usées dudit batiment. 2. Installation suivant la revendication 1, constituant une installation de production d'eau chaude pour bâtiment, notamment pour bâtiment d'habitation, comprenant un réservoir de stockage de l'eau à chauffer et des moyens de chauffage de l'eau stockée dans ledit réservoir de stockage , caractérisée en ce que lesdits moyens de chauffage de l'eau sont constitués par le condenseur de la pompe à chaleur, monté dans ledit réservoir de stockage. 3. Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractériséeen ce que ledit réservoir de stockage temporaire des eaux usées comprend une bâche intérieure entourée extérieurement par un serpentin formant évaporateur, lequel est à son tour placé dans une enveloppe d'isolement thermique. 4. Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ledit réservoir de stockage temporaire des eaux usées est pourvu d'un dispositif de trop-plein par lequel il est raccordé à l'égout. 5. Installation suivant l'une quelconcue des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une batterie d'échange thermique raccordée en parallèle sur le réservoir de stockage d'eau chaude. 6. Installation suivant la revendication 5, caractérisée en ce que ladite batterie est une batterie de préchauffage de l'air extérieur introduit dans une installation de chauffage de locaux.