Brevet FR2475704A1 — publié le 19810814

La présente invention concerne une pompe à chaleur destinée à assurer un transfert d'énergie thermique entre une source froide et une source chaude, comprenant un évaporateur et un condenseur, coopérant respectivement avec l'une desdites sources, un fluide caloriporteur circulant en circuit fermé entre ces deux échangeurs de chaleur à travers un détendeur et un compresseur, l'une des sources étant constituée par l'eau d'une rivière. Dans les pompes à chaleur connues, le compresseur est généralement actionné par un moteur électrique. L'énergie hydraulique de l'eau de la rivière utilisée comme source de chaleur demeure ainsi inutilisée. Le but de l'invention est de réaliser une pompe à chaleur utilisant l'énergie hydraulique de la rivière pour l'actionnement du compresseur. A cet effet, la pompe à chaleur faisant l'objet de l'invention est caractérisée en ce qu'une turbine hydraulique destinée à être immergée dans l'eau de la rivière actionne le compresseur. Cette pompe à chaleur utilise donc les énergies thermique et hydraulique de l'eau de la rivière, et son fonctionnement ne fait appel à aucune autre source d'énergie. Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de la pompe faisant l'objet de l'invention. La figure unique de ce dessin représente une pompe à chaleur fournissant de l'énergie thermique à un circuit utilisateur. En référence au dessin, la pompe à chaleur comprend un compresseur 1, un condenseur 2, un détendeur 3 et un évaporateur 4 qui sont raccordés en série et dans lesquels un fluide caloriporteur circule en circuit fermé. Un circuit utilisateur 8 destiné au chauffage domestique est raccordé de façon connue au condenseur 2. la source chaude de la pompe à chaleur est constituée par l'eau d'une rivière canalisée dans un conduit 7 dans lequel est disposé l'évaporateur 4. Une turbine 6 accouplée au compresseur 1 est disposée dans le conduit 7 en amont de l'évaporateur 4. La turbine 6 est destinée à être actionnée par l'eau passant dans ce conduit pour entraîner le compresseur 1. Ce dernier est placé dans le corps 9 de la turbine 6 et les conduites 10, 11 reliant le compresseur 1 respectivement à l'évaporateur 4 et au condenseur 2, passent dans des croisillons 12 de fixation du corps 9 de la turbine 6 dans le conduit 7. Pour éviter de créer des pertes de charge en aval de la turbine, nuisant à l'efficacité de cette dernière, l'éva- porateur 4 est de préférence de forme annulaire et prolonge la paroi interne du conduit 7. La pompe à chaleur ci-dessus est destinée à fournir de la chaleur à un chauffage domestique. Une pompe à chaleur prévue pour refroidir le circuit utilisateur 8, par exemple une chambre froide, peut être réalisée de façon analogue. Dans ce cas, le sens de la circulation du fluide caloriporteur et celui du détendeur 3 doivent être inversés et les deux échangeurs 2,4 doivent être intervertis. Le circuit utilisateur coopère alors avec le condenseur disposé en amont du compresseur et l'évaporateur est placé dans le conduit 7 en aval de la turbine 6, l'eau de la rivière constituant la source froide. L'évaporateur est alors de préférence de forme annulaire et est intégré au conduit 7. Les pompes à chaleur décrites ci-dessus utilisent l'énergie thermique de l'eau de la rivière, cette dernière constituant respectivement la source chaude et la source froide, et l'énergie hydraulique de cette eau pour actionner le compresseur 1. Ces pompes peuvent fonctionner sans autre apport d'énergie que celles de l'eau de la rivière. De nombreuses autres variantes de la pompe à chaleur décrite et représentée au dessin peuvent être envisagées. Au lieu d'être équipée d'une roue à hélice 13, la turbine 6 pourrait comprendre une roue Eaplan ou tout autre genre de roue de turbine hydraulique. Au lieu d'être accouplé en prise directe à la turbine 6, le compresseur 1 pourrait l'être par 11 intermédiaire d'un réducteur. Le compresseur 1 et/ou la turbine 6 pourraient être disposés en dehors du conduit 7. La pompe à chaleur pourrait encore être équipée de moyens connus de réglage automatique. BEVENDICATI~ONS 1. Pompe à chaleur destinée à assurer un transfert d'énergie thermique entre une source froide et une source chaude, comprenant un évaporateur (4) et un condenseur (2), coopérant respectivement avec l'une desdites sources, un fluide caloriporteur circulant en circuit fermé entre ces deux échangeurs de chaleur à travers un détendeur (3) et un compresseur (1), l'une des sources étant constituée par l'eau d'une rivière, c a r a c t é r i s é e en ce qu'une turbine hydraulique (6) destinée à être immergée dans l'eau de la rivière actionne le compresseur (1). 2. Pompe à chaleur selon la revendication 1, c a r a ct é r i s é e en ce que l'évaporateur (4), disposé en amont du compresseur (1) dans le circuit du fluide caloriporteur, est destiné à être immergé dans l'eau de la rivière qui constitue la source chaude. 3. Pompe à chaleur selon la revendication 1, c a r a ct é r i s é e en ce que le condenseur (2), disposé en aval du compresseur (1) dans le circuit du fluide caloriporteur, est destiné à être immergé dans l'eau de la rivière qui constitue la source froide. 4. Pompe à chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, c a r a c t é r-i s é e en ce que l'échan- geur coopérant avec l'eau de la rivière est disposé en aval de la turbine (6) dans l'eau de la rivière. 5. Pompe à chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 i 4, c a r a c t é r i s é e en ce que le compresseur (1) est disposé dans le corps de la turbine (6).