Brevet FR2574169A1 — publié le 19860606

La présente invention poursuit les buts suivants 1) L'amélioration du rendement des dispositifs de chauffage ou de réfrigération fonctionnant suivant un cycle de compression (phase liquide) et de détente d'un gaz caloporteur intermédiaire (pompe à chaleur, réfrigérateur). 2) La possibilité de construire des dispositifs de chauffage (rendement supérieur à 1) directement à air (ou à tout autre gaz) sans l'emploi d'un fluide intermédiaire et sans passer par la phase liquide. Principe de l'invention. L'énergie de détente du gaz à la sortie du détenteur ou d'un distributeur sert à faire fonctionner un moteur à air comprimé pendant la détente du gaz. Une liaison mécanique ou électrique relie le moteur et le compresseur. L'énergie de détente vient alors en déduction de l'énergie nécessaire au fonctionnement du compresseur et augmente ainsi le rendement de l'ensemble. Principe de la pompe à chaleur à air (sans fluide intermédiaire). Le système s'appuie sur le principe de Carnot. Dans une compression isotherme d'un gaz, il est nécessaire d'évacuer de la chaleur pendant la compression et de fournir de la chaleur au moment de la détente. Les quantités de chaleur lises en cause sont équivalentes aux quantités de travail utilisées à la compression ou récupérables à la détente. Description (figure 1) La machine se constitue d'un compresseur-échangeur d'air (1), d'un moteur-échangeur à air comprimé (2), d'un moteur électrique (3) (ou autres compensateur des pertes de rendement du système, d'une liaison mécanique ou électrique ). Le compresseur puise de l'air dans les aérations du local(4), à travers des capteurs solaires (s) au refroidissement du moteur électrique ou thermique (6), en refroidissant une réserve d'air comprimé (7) et le comprime à un taux de compression T. L'air comprimé est stocké dans un réservoir avec refroidissement dans le local à chauffer ou par l'air aspiré par le compresseur. Le moteur à air comprimé lié mécaniquement au compresseur fonctionne avec l'air stocké dans le réservoir. Les pertes de chaleur dues à la détente sont compensées par une circulation d'air ambiant extérieur. Le moteur (électrique ou atre) compense les pertes de rendement dûes à la différence de température entre le compresseur et le moteur et les pertes mécaniques. Rendement. On appelera El l'énergie reçue par la liaison 8 R1 le rendement énergétique air comprimé introduit dans le réservoir par rapport à El. Rc le rendement calorifique par rapport à El de la chaleur récupérée par l'eau ou l'air de chauffage au niveau du compresseur plus la chaleur récupérée au niveau du réservoir d'air comprimé et dispersée dans le local. Rm le rendement du moteur pneumatique par rapport à l'énergie air comprimé reçue du réservoir. E2 l'énergie que le moteur électrique devra dépenser pour entretenir le système. E2 devra avoir pour valeur E2 = El - El x R1 x Ra et le rendement total s'établira ainsi rendement calorifique = E1 x Rc E1 - E1 x R1 x R@ Le rendement R. sera fonction de la température extérieure et du bon apport de calories eztérieures pendant la détente. Lea rendements R1 et Rc seront d'autant plus grands que l'eau de chauffage sera choisie basse et évacuera bien les calories. Le taux de compression T doit être optimisé en fonction de la température supérieure choisies des tenpérnturea probables et des quan titrés d'air récupérable à la sortie des aérations des locaux ou d'autres sources chaudes. Le moteur pneumatique ne doit recevoir à chaque cycle ou à chaque tour que la quantité El x R1, de telle manière que la détente soit complète et que le taux de compression du réservoir soit constant. REVENlIL CÂTI ONS 1) Dispositif de chauffage ou de réfrigération par compression et détente d'un gaz caloporteur, caractérisé par ltemploi à la détente d'un système de récupération d'énergie de détente du gaz. Dans ce dispositif, le gaz se détend dans un moteur à air comprimé. L'énergie ainsi récupérée est transmise au compresseur et vient directement en deduction de la consommation d'énergie de celui-ci, Le moteur est continuellement réchauffé par une circulation d'eau ou d'air ambiant pour compenser les pertes de chaleur dues à la détente du gaz. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz comprimé est de l'air provenant des sources suivantes s itération de local, capteur solaire, refroidissement de moteur, air extérieur, refroi dissertent industriel. Dan ce dispositif, le gaz n'est pas comprimé jusqu'à la liquéfaction. 3) Dispositif selon lasrevendicationsl et 2, caractérisé en ce que le dispositif n'est employé qu'à la récupération de chaleur d'air du de gaz vicié ou pollué, sans production notable d'énergie olorifique nouvelle. 4) Dispositif selon l'une des revendicqtions précédentes caractérisé en ce que la source chaude ou la source froide ou les sources chaudes et froides ainsi créées servent à faire fonctionner un moteur thermique (sans l'apport d'une autre énergie mécanique ou électrique) qui compense lui-même e les pertes de rendement entre le compresseur et le moteur, constituant ainsi un système autonome de production d'énergie mécanique et calorifique.