Brevet FR2486060A1 — publié le 19820108

La présente ention concerne @r ech@@geur froid, fonctionnant ou non en liaison avec un dispositif de filtrage et de séparation et destiné à permettre la récupération thermique et la séparation des graisses, d'un circuit d'eaux de rejet provenant par exemple d'une unité d'habitation. Les dispositifs d'échangeurs froids fonctionnant en eaux chargées ont en commun un inconvénient qui en limite sînguliere- ment l'emploi : les surfaces d'ôchanges se recouvrent très vite de salissures grasses qui les isolent thermiquement. Ainsi il devient pratiquement impossible de récupérer l'énergie thermique incluse dans de telles eaux, en particulier cela amène à rejeter à l'égout toute la charge thermique des eaux transitant dans une unité d'habitation. D'autre part dans le cas d'une unitôd'habitation non reliée à un réseau d'ôgout, le rejet d'eaux chaudes lessive régulièrement (à chaque vidange d'une machine à laver par exemple) les bacs à graisse. La graisse ainsi libérée se redépose dans les champs d'épandage ou sur les plateaux bactériens et en perturbe le fonctionnement. Des essais ont été effectués sur des disposirifs de traitement et les installations comportent toujours un réservoir de stockage des eaux usées, réservoir calorifugé, dans lequel un échangeur passif ou actif prélève la charge thermique pour la transférer à un autre réservoir également calorifugé et stockant de l'eau chaude propre. Ces installations, malgré la présence de détergents dans l'eau,traitée, se comportent comme décrit plus haut. Le but de la présente invention est de pallier cet incon dénient et de permettre la récupération thermique des eaux char gées. Il est également de rejeter une eau libérée de ses graisses et des dépôts de détergents. Ces buts sont atteints en disposant les divers organes intéressés, par exemple, de la façon suivante. Les eaux chargées, provenant des divers postes d'utilisation d'une unité d'habitation sont réunies dans un point de reprise commun et subissent un premier filtrage destiné à arrêter les corps étranger accidentels. Ce point de reprise comporte une évacuation directe vers le rejet en cas de colmatage du filtre et une signalisation de ce colmatage. A partir de ce point, par gravité, par pompe de reprise ou par tout autre moyen les eaux sont dirigées vers un réservoir de stockage. Co rése@@sir de stockage peut être aménagé pour limiter son nivesau de salissure en y prévoyant divers dispositifa tels qu'un revêtement intérieur anti-adhérent (époxy, PTFE, éxail ou autre) et/ou une arrivée supérieure comportant un bras d'arrosage rotatif projetant les eaux edmiees sur les parois Du réservoir de stockage, les eaux sont dirigées ver@ un réservoir dit de transfert thermique a travers une vanne ou une pompe et un clapet qui ont pour but de provoquer une distri- bution d'eau uniquemen5t durant des moments préférentiels. Dans le réservoir d'échange thermique, l'arrivée d'eau est prévue a la partie inférieure à travers un brise-jet et la sortie s'effectue par débordement à la partie supérieure. A quelque distance sous le niveau de fini par ladite partie supérieure se trouve placé l'échangeur froid. Cet échangeur peut être passif par caloducs par circulation de fluide caloporteur, par effet Peltier ou en général par tout système capable d'effectuer un trans- fert thermique. Durant la phase de refroidissement, la circulatien cnnvective s'établit en provoquant une descente progressive des couches froides à partir de l'échangeur et, comme l'ôchangeur rroid est à la partie supérieure, on refroidit progressivement toute l'eau du réservoir d'échange thermiquee- A la fin de la pha- se de refroidissement, les grasses et les salissures se son; accumulées vers la partie supérieure ou elles ferment une couche continue.La température limite de refroidissement peut être ré- glée de façon à obtenir ou non une solidification des graisses La phase suivante est celle de l'admission d'eau tiède ou chaude, qui, arrivant par la partie inférieure et le brise-jet provoque le débordement du réservoir d'échange thermique et l'évacuation de la couche de salissures, prise dans le flux laminaire de débordement. Au passage, ces eaux nettoient l'échangeur puisqu'elles sont chaudes. Au besoin, un-injecteur placé avant l'entrée dudit réservoir peut introduire quelques gouttes de détergent pour faciliter le nettoyage. Un avantage naturel et particulier à ce dispositif est qu'une circulation continue de quelques minutes peut suffire à un nettoyage périodique du réservoir d'échange thermique. Les eaux froides ainsi traitées sont dirigées vers un filtrage final combiné avec un bac de décantation destiné à retenir les graisses. D'autres avantages particuliers de ce dispositif seront cricx compris en suivant la description ci-dess@us se rap portant au schéma (1) représentant une version complote d'un recycleur thermique d'eaux ménagères. La tuyauterie de collecte (1) est terminée à sa partie basse par un filtre (21) suivi d'une pompe de relevage (2) asserw vie à un pressostat 3) constatant la présence d'eau. La poulpe (2) débite dans le réservoir de stockage calorifuge (4) et dans ce réservoir un bras d'arrosage (5) nettoie les parois du réservoir (4) a' chaque arrivée d'eau. A la partie basse du réservoir (4) une pompe (6) suivie d'un clapet (7) peut refouler p riodiquem en-t liteau dans Je. roser voir d'échange thermique (8) un pressostat (9) est egalement prévn en bas du réservoir tampon (4) Dans le réservoir i 8) on @n voit le brise-jet (10), la forme du bord supérieur (11) destinée à favoriser un débordement laminaire et l'échangeur froid (12). Un imjecteur (13) est placé avant le réservoir (8) et un thermostat (14) à la partie supérieure du même. Après le débordement du réservoir d'échange thermique (8) les eaux sont dirigées vers un ensemble comportant un filtre (22) et un décanteur (23) d'où elles sont ensuite évacuées Les filtres (21 et 22) ainsi que le décanteur (23) sont regroupés dans un même organe d'où les filtres peuvent être extraits pour nettoyage ou changement et dont le nettoyage est aise. L'échangeur froid (12) est l'évaporateur d'un groupe réfrigérant (15) fonctionnant en "pompe à chaleur" et, dont le condenseur (16) est noyé dans un réservoir (17) de récupération thermique, Ce dernier est un chauffe-eau à accumulation banal par exemple électrique comportant donc une résistance de chauffe (18) et un thermostat (19) et pourvu d'une tuyauterie annexe destinée à l'introduction du condenseur. Cet ensemble fonctionne comme il est décrit plus haut. Considérons le cycle au moment ou le refroidissement du réservoir (8) est terminé. Le thermostat (14) arrête alors le groupe (15) et met en route la pompe (6). Cette mise en route est également asservie à la présence d'eau dans le réservoir (4) constatée par le pressostat (9). Durant le fonctionnement de la pompe (6) une impulsion peut autre envoyée à l'injecteur (13). 'eau arri vant dans le réservoir (8) par le brise-jet (10) provoque le de @o@dement par le bord (11) entrainant les salissures. Larrivée des eaux plus chsaudes provoque bientôt le réchea@@age du themmostat (14) qui arrête la pompe (6) et redémarre le grcupe (15). Ce dernier est également asservi au thermostat (19) et ne peut fonctionner que s'il est pas à son maximum Le schéma (2) représente le circuit de branchement élettique et l'on y retrouve les éléments du schéma 1 avec les mêmes repères - en plus, un relsiz (200 de tarif "heures ereuses E.D.F." est prévu. On remarque la facilité de nettoyage de l'échangeur froid, qui peut être obtenu par circulaticn délibérée d'eau et de détergents. Eien entendu l'invention n'est pas limitée au cas décrit d'un chauffe-eau électrique associé et peut être étendu au cas d'un chauffe-eau à accumulation à gaz. D'autre part, l'invention n'est pas men plus limitée au cas de l'unité d'habitation et le prinoipe de fonstionnement peut être étend@ à tous les ca@ de récupération thermique, intéressants des liquides chargés de salissures se déposant à température basse et de densité imférieure à celle du liquide. t'Ni)1CATIONffi 1) ensemble de traitement d'eaux usées caractérisé en ce qu'il comporte un échangeur thermique dans lequel le sens de circulation des eaux à refroidir s'effectue du bas vers le haut de façon entre autres à repousser vers le haut les salissures déposées durant les phases de refroidissement. 2) ensemble de traitement d'eaux usées caractôrisô en ce qu'il comporte un échangeur thermique fonctionnant comme (1) ci-dessus et comportant un fonctionnement cyclique avec des introductions d'eau moins froide et des phases derefroidissement et tel que durant les phases d'introduction, faites par la partie inférieure, la sortie des eaux refroidies et chargées de graisses figées s'effectue en régime laminaire, par débordement, et en entrainant les dites eaux figées. 3) ensemble de traitement d'eaux usées caractérisé en ce qu'il comporte un échangeur thermique fonctionnant comme dans 1 et 2 ci-dessus et comportant un dispositif d'injection capable d'injecter un produit détergent destiné à favoriser le flottage des salissures grasses. 4) ensemble de traitement d'eaux usees caractérisé par un dispositif de filtrage et de décantation des graisses recevant des eaux préalablement refroidies. ce qui facilite le piégeage des graisses et des boues de savon liquide. 5) ensemble de traitement d'eaux usées caractérise par un dispositif de filtrage et de décantation des graisses recevant des eaux préalablement refroidies et constituant un regroupement en un point des rejets des eaux ménagères. 6) ensemble de traitement d'eaux usées caractérisé par un dispositif de filtrage et de décantation des graisses recevant des eaux préalablement refroidies et rejetant une eau dégraissée parce que refroidie et de ce fait améliorent le fonctionnement des épurateurs aval.