Brevet FR2381257A1 — publié le 19780915

L'invention concerne un procédé pour la récupération d'énergie calorifique contenue dans les eaux usées, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Les eaux usées, aussi bien domestiques qu'industrielles, sont en général à une température assez élevée, souvent supérieure à 800C. Leur rejet à l'égout provoque une pollution thermique des cours d'eau et une perte de l'énergie calorifique contenue dans ces eaux usées. La présente invention vise à éliminer ces deux inconvénients du rejet d'eaux usées chaudes en assurant un rejet d'eaux usées à une température ne dépassant pas une température déterminée et en permettant une récupération d'une partie de l'énergie calorifique contenue dans les eaux usées chaudes. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de récupération d'énergie calorifique dans les eaux usées chaudes caractérisé par le fait qu'on mesure en permanence la température des eaux usées et celle d'une eau de consommation, on envoie les eaux usées à un échangeur de chaleur servant à préchauffer ladite eau de consommation lorsque la température des eaux usées est supérieure à celle de l'eau de consommation et on rejette directement les eaux usées dans le cas contraire. Le procédé selon l'invention permet de préchauffer les eaux de consommation avant leur envoi à un dispositif de chauffage, ce qui permet d'économiser l'énergie calorifique utilisée dans ce dispositif pour élever la température de l'eau de consommation jusqu'à la température d'utilisation. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précédent. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en se référant au dessin annexé dont les figures 1 à 3 représentent schématiquement trois variantes d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. En se référant tout d'abord à la figure 1, l'installation d'évacuation des eaux usées comprend un tube I auquel les eaux parviennent par gravité et duquel elles sont amenées à un décanteur 2. Le décanteur 2 est relié, par l'intermédiaire d'un tuyau 3 muni d'une électro-vanne 4, à un échangeur de chaleur 5 et, par l'intermédiaire d'un tuyau 6 muni d'une électro-vanne 7, à une évacuation d'eaux usées 8. Un tuyau 9 relie directement le tube 1 à l'évacuation 8. L'échangeur de chaleur 5 comprend des serpentins 10 qui sont alimentés par de liteau de consommation amenée par un tube 11 et qui ressort par un tube 12. Une sonde de température 13 est prévue sur la tubulure 1, une autre sonde 14 préleve la température dans l'échangeur de chaleur 5 et une troisieme sonde de température 15 est disposée sur le tube 11. Les sondes 13, 14 et 15 transmettent en permanence leurs informations à un régulateur électronique 16 commandant les électro-vannes 4 et 7 selon un programme prédéterminé. Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit est le suivant: En période normale de fonctionnement, les vannes 19 et 21 sont fermées, la vanne 20 étant ouverte. En période d'arret de fonctionnement, les vannes 19 et 21 sont ouvertes, la vanne 20 étant fermée. Si la température mesurée par la sonde 14 est inférieure à celle mesurée par la sonde 13, l'électro-vanne 7 est fermée et l'electro-vanne 4 est ouverte. Les eaux usées, refroidies par le fluide froid qui traverse lesserpentinsîO, passe par un tube t7 reliant l'échangeur 5 à ltevacuation 8. C'est la phase de remplissage de l'échangeur 5. Lorsque la température mesurée par la sonde 14 est superieure à celle mesurée par la sonde 13, l'electro-vanne 7 est ouverte. et l'électro-vanne 4 est fermée. Les eaux usées, à part celles déjà contenues dans l'échangeur 5, ne sont pas utilisées et sont évacuées directement à l'évacuation 8 par le tube 6. C'est la phase de stockage dans ltéchangeur 5. Si les températures mesurées par les sondes 14 et 15 sont égales, les électro-vannes 4 et 7 s'ouvrent et les eaux usées s 1évacuent directement à l'evacuation 8 par le tube 3 ainsi que par le tube 6. C'est la phase de vidange de l'échangeur 5. Pour permettre un remplissage et une vidange corrects de l'échangeur 5, on a prévu une mise à l'air libre 18. En cas d'un défaut de fonctionnement provoquant une obstruction simultanée des tubes 3 et 6, les eaux usées s'écoulent directement à l'éva- cuation 8 par le tube 9 en ouvrant la vanne 21. En ouvrant la vanne 19, on provoque la purge de l'échangeur par l'intermédiaire du tube 22. Une soupape de sûreté 23 en amont des serpentins10 protège le circuit d'eau réchauffée. La forme d'exécution de la figure 2 est semblable à celle de la figure 1 et les mêmes références désignent les mêmes éléments. Dans cette forme d'exécution, l'eau de consommation est amenée dans un ballon de stockage 29 par un tube 11 et en ressort réchauffée par un tube 12. Lesserpentins 10 de l'échan- geur de chaleur 5 est relié aux serpentins 28 du ballon de stockage 29 par une tuyauterie 27 dans laquelle circule un fluide caloporteur, à l'aide d'une pompe 26. Du fait du circuit fermé, l'expansion se fait par un vase sous pression d'azote 25 et la protection s'effectue par une soupape de sûreté 24. Une sonde de température 30 mesure la température à l'intérieur du ballon 29 et la sonde 15 est montée sur le tube 11. La sonde 30 commande l'arrêt de la pompe 26 si la température qu'elle mesure est supérieure ou égale à celle mesurée par la sonde 14. Au contraire, si la température mesurée par la sonde 30 est inférieure à celle mesurée par la sonde 14, la pompe 26 est mise en route pour transporter les calories de l'échangeur 5 au ballon 29. Une soupape de sécurité 23 protège le circuit d'eau secondaire du ballon 29. La forme de réalisation de la figure 3 est assez voisine de celle de la figure 2 mais ne comporte pas de fluide intermédiaire. L'échangeur 5 des formes de réalisation des figures 1 et 2 est remplacé par un récipient de stockage des eaux usées 32. Les calories des eaux usées sont transmises directement aux serpentins 28 du ballon 29 par l'intermédiaire d'une tuyauterie 27 et d'une pompe 26. Un filtre 31 épure les eaux usées avant leur entrée dans le serpentin 28. Le schéma de régulation est le même que dans le cas de la figure 2. REVENDICATIONS 1. Procédé de récupération d'énergie-calorifique dans les eaux usées chaudes, caractérisé par le fait qu'on mesure en permanence la température des eaux usées et celle d'une eau de consommation, on envoie les eaux usées à un échangeur de chaleur servant à préchauffer ladite eau de consommation lorsque la 'température des eaux usées est supérieure à celle de l'eau de consommation et on rejette directement les eaux usées dans le cas contraire. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ltéchangeur de température est parcouru par l'eau de consommation. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'échangeur de chaleur est parcouru par un fluide caloporteur utilisé pour le chauffage d'un ballon traversé par l'eau de consommation. 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les eaux usées sont envoyées audit échangeur de chaleur par l'tinter médiaire d'un récipient de stockage. 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend une arrivée d'eaux usées munie d'une première sonde de température, une tubulure d'envoi desdites eaux usées vers une évacuation par l'intermédiaire d'une première électro-vanne, une tubulure d'envoi desdites eaux usées dans un échangeur de chaleur par l'intermédiaire d'une seconde électro-vanne, ledit échangeur de chaleur étant agencé pour transmettre des calories à un circuit d'eau de consommation, une première sonde de température sur l'arrivée d'eaux usées, une seconde sonde de température sur l'échangeur de chaleur et une troisième sonde de température sur l'admission d'eau de consommation, ainsi qu'un dispositif-de commande desdites électro-vannes recevant les informations lues par lesdites sondes de température, ledit-dispositif provoquant la fermeture de la seconde électro-vanne et l'ouverture de la première électrovanne quand la température mesurée par la seconde sonde est supérieure à celle mesurée par la première sonde, ledit dispositif provoquant la fermeture de la première électro-vanne et l'ouver- ture de la seconde électro-vanne quand la température mesurée par la première sonde est supérieure à celle mesurée par la seconde sonde, et ledit dispositif provoquant l'ouverture des deux électrovannes lorsque la température mesurée par la seconde sonde est égale à celle mesurée par la troisième sonde. 6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel l'échangeur de chaleur comprend des serpentins parcourus par l'eau de consommation et baignés par les eaux usées. 7. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel l'échangeur de chaleur comprend des serpentins baignés par les eaux usées et parcourus par un fluide caloporteur, ledit fluide traversant les serpentins d'un ballon parcouru par de l'eau de consommation, ladite seconde sonde mesurant la température des eaux usées entourant lesdits serpentins. 8. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel ledit échangeur de chaleur comprend des serpentins traversant un ballon parcouru par les eaux de consommation, bsditsserpentins étant alimentés par un récipient de stockage des eaux usées portant ladite seconde sonde. 9. Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, dans lequel lesdits serpentins comportent une pompe de déplacement dudit fluide caloporteur, une quatrième sonde de température mesure la température dudit ballon, et ledit dispositif de commande provoque l'arrêt de la pompe si la température mesurée par la seconde sonde est inférieure ou égale à celle mesurée par la quatrième sonde, et provoque la mise en route de la pompe dans le cas contraire.