Brevet FR2587096A1 — publié le 19870313

Installation de chauffage par récupération de calories provenant du fluide frigorigène d'une centrale frigorifique. L'invention concerne une installation de chauffage par récupération de calories provenant du fluide frigorigène d'une centrale frigorifique. L'invention est notamment destinée au chauffage des locaux d'un bâtiment qui renferment des denrées alimentaires entreposées dans une ou plusieurs zônes refroidies (chambres froides, vitrines ou bacs réfrigérés...), tels que, par exemple, les petits et grands magasins ou commerces d'alimentation, restaurants, fabrication industrielle de surgelés etc. Les machines frigorifiques fonctionnent selon des principes bien connus. Ces machines, qu'elles soient à compression ou à absorption, comportent un évaporateur dans lequel un fluide frigorigène prélève des calories au milieu ambiant (chaleur dite négative) et un condenseur où le fluide frigorigène est refroidi en cédant des calories après être passé dans un bouilleur (machine à absorption) ou un compresseur (machine à compression). Les centrales frigorifiques, notamment pour l'industrie alimentaire, comportent généralement un ou plusieurs condenseurs à air qui rejettent dans l'atmosphère, à l'extérieur du bâtiment, les calories prélevées au fluide frigorigène. Par ailleurs, les locaux équipés de telles centrales ont besoin d'un systême de chauffage au moins pour l'hiver, et jusqu'à présent, on a cherché, d'une part, à évacuer les calories prélevées par la centrale frigorifique et, d'autre part, à créer des calories pour chauffer lesdits locaux. C'est pourquoi l'inventeur à imaginer une installation destinée à récupérer, au moins en partie, les calories prélevées par la centrale frigorifique, afin de les utiliser pour le chauffage des locaux, autrement dit, de chauffer ces derniers par transfert de chaleur négative. Il est clair qu'une telle installation permet une économie d'énergie importante. Pour atteindre ce but, l'inventeur propose une installation de chauffage qui est remarquable en ce qu'elle comporte au moins un échangeur de chaleur à circulation de fluide caloporteur, disposé au niveau d'au moins l'un des condenseurs de la centrale frigorifique, et qui est destiné à récupérer au moins une partie des calories du fluide frigorigène, tandis que le fluide de l'échangeur circule dans un circuit amont muni d'au moins un réservoir qui est en outre branché dans un circuit aval d'un système de chauffage utilisant comme fluide caloporteur, le fluide du réservoir. Avantageusement le circuit amont du fluide de l'échangeur comporte une dérivation munie d'un moyen d'ouverture et de fermeture et qui est disposé en parallèle entre l'entrée et la sortie dudit circuit amont sur le réservoir, ladite dérivation comportant un autre échangeur, à air par exemple De préférence le circuit aval du système de chauffage comporte une dérivation munie d'un moyen d'ouverture et de fermeture et qui est disposée en parallèle entre 11 entrée et la sortie dudit circuit aval sur le réservoir. Le moyen d'ouverture et de fermeture de la dérivation du circuit amont et/ou du circuit aval est, par exemple, une vanne trois voies. Le circuit aval peut éventuellement comporter au moins un appareil de chauffage d'appoint. Selon un mode de réalisation préféré un thermostat est prévu dans le réservoir pour commander automatiquement, dans une plage de températures données, le moyen d'ouverture et de fermeture de la dérivation du circuit amont, afin de maintenir la température dudit réservoir dans ladite plage de températures. Il est possible aussi qu'au moins une partie d'au moins l'un des condenseurs de la centrale frigorifique soit plongé directement dans le réservoir. Dans un grand magasin de vente de produits alimentaires, le ou les condenseurs plongés dans le réservoir peuvent-être, par exemple, ceux des machines frigorifiques destinées aux produits surgelés. Un système de chauffage qui s'intègre parfaitement dans une installation selon l'invention est un système à champ thermique rayonnant muni d'un réseau de tuyauteries noyées dans le sol du bâtiment à chauffer, lesdites tuyauteries faisant partie du circuit aval. Dans le cas d'un chauffage de ce type à basse température, le thermostat mentionné ci-avant permet de régler la température du réservoir dans une plage de températures d'environ 25 à 46 dégrés celsius, en commandant les ouvertures et fermetures de la vanne aménagée dans la dérivation du circuit amont. L'invention sera bien comprise, et d'autres particularités apparaitront à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère au dessin annexé dont la figure unique montre le schéma d'un mode de réalisation selon l'invention. Le dessin montre une machine frigorifique comportant de manière classique un compresseur 1, un condenseur 2, un robinet de détente ou régleur 3 et un évaporateur 4, ainsi que deux manomètres 5, 6, respectivement basse et haute pression. Le condenseur 2 est intégré - dans un échangeur 7 à circulation d'eau à contre-courant L'échangeur 7 fait partie d'un circuit amont comprenant un réservoir 8 muni d'une entrée amont 9 en position haute, et d'une sortie amont 10 en position basse. L'entrée 9 et la sortie 10 sont respectivement reliées à l'échangeur 7 par des conduites respectivement 11 et 12. La conduite 12 comporte un accélérateur 132 et la conduite 11, une vanne trois voies 14 dont la troisième vòie débouche sur une dérivation 15 branchée à son autre extrémité sur la conduite 12. Dans la dérivation 15, est prévu un condenseur, ici un condensateur à air, représenté sous la forme d'un simple ventilateur 16. Le réservoir 8 est calorifugé et continent une réserve d'eau. Ledit réservoir 8 comporte une autre entrée 17 en position basse, et une autre sortie 18 en position haute. L'entrée 17 et la sortie 18 font partie d'un circuit aval qui comporte une conduite de départ 19 et une conduite de retour 20. Les conduites 1,9 et 20 servent de conduites de départ et de retour d'un système de chauffage par le sol, muni d'un réseau de tuyauteries 21 et 22. Comme le montre le dessin, le système de chauffage comporte, en outre, des moyens 23, 24 de répartition ou de distribution de zones. La conduite 20 comporte en plus un accélérateur 25, un vase d'expansion 26 et une vanne trois voies 27 dont la troisième voie débouche dans une dérivation 28 qui est branchée à son autre extrémité sur la conduite 19. La conduite 19 comporte ici, sans que cela soit obligatoire, un appareil de chauffage d'appoint 29, du type chaudière électrique par exemple. Le dessin montre aussi des purgeurs 30, 31, 32 disposés respectivement dans l'échangeur 7, le réservoir 8 et le réseau de tuyauteries 21, 22, ainsi qu'un thermostat 33 aménagé dans le réservoir 8. Le fonctionnement du mode de réalisation représenté est le suivant Le fluide frigorigène qui circule dans le condenseur 2 cède des calories qui sont récupérées par l'eau de ltéchangeur 7. En supposant la vanne 14 en position de fermeture pour la dérivation 15, l'eau contenue dans le réservoir 8 est ainsi réchauffée par l'échangeur. De même, en supposant la vanne 27 en position d'ouverture au moins partielle pour l'entrée 17, il est clair que l'eau chaude du réservoir circule dans les tuyauteries 21, 22 du système de chauffage. Dans le mode de réalisation représenté, le système de chauffage est un système à basse température, et le thermostat 33 permet de conserver une certaine plage de températures dans le réservoir, selon les besoins. Le thermostat 33 commande en effet la vanne 14 pour fermer ou ouvrir la dérivation 15 et pour ouvrir ou fermer ltentrée 9. Le thermostat 33, en outre, commande avantageusement la mise en marche et l'arrêt du ventilateur 16, en même temps qu'il ouvre ou ferme la dérivation 15. L'appareil de chauffage 29 permet de fournir un appoint éventuel et même de servir seul en fermant l'entrée 17 au moyen de la vanne 27. De plus, il est clair que le ventilateur 16 de la dérivation 15 permet de refroidir convenablement le fluide frigorigène lorsque le système de chauffage est inutilisé, en été par exemple. De nombreuses variantes ou modificaions peuvent évidemment être apportées au mode de réalisation décrit. C'est ainsi par exemple, que le condenseur à air 16 pourrait être d'une autre nature, et/ou servir également en récupération. De même, la centrale frigorifique peut comporter, bien sûr, plusieurs compresseurs et/ou plusieurs condenseurs. Comme il a déjà été dit, au moins une partie d'au moins l'un des condenseurs de la centrale frigorifique peut même être plongée directement dans le réservoir 8. il peut s'agir, par exemple, du condenseur de la machine frigorifique des produits surgelés d'un magasin d'alimentation, ledit condenseur pouvant alors être également équipé d'un système complémentaire de refroidissement à commande thermostatique. La récupération des calories d'une installation selon l'invention est telle qu'il est envisageable, dans certains cas, de ne pas limiter cette récupération au chauffage des locaux, mais aussi d'utiliser les calories excédentaires au désenneigement éventuel du parking du bâtiment par exemple. REVENDICATIONS 1) Installation de chauffage par récupération de calories provenant du fluide frigorigène d'une centrale frigorifique munie d'au moins un condenseur (2), caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un échangeur de chaleur (7) à circulation de fluide caloporteur, disposé au niveau d'au moins l'un des condenseurs (2) de la centrale frigorifique, et qui est destiné à récupérer au moins une partie des calories du fluide frigorigène, tandis que le fluide de l'échangeur circule dans un circuit amont (11,12) muni d'au moins un réservoir (8) qui est en outre branché dans un circuit aval (19,20) d'un système de chauffage utilisant comme fluide caloporteur, le fluide du réservoir. 2) Installation de chauffage selon la revendication 1 caractérisée en ce que le circuit amont du fluide de l'échangeur (7) comporte une dérivation (15) munie d'un moyen d'ouverture et de fermeture et qui est disposé en parallèle entre l'entrée (9) et la sortie (10) dudit circuit amont sur le réservoir (8), ladite dérivation comportant un autre échangeur (16). 3) Installation selon la revendication 2 caractérisée en ce que l'échangeur de la dérivation (15) du circuit amont est un échangeur à air (16). 4) Installation selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que le circuit aval du système de chauffage comporte une dérivation (28) munie d'un moyen d'ouverture et de fermeture et qui est disposée en parallèle entre l'entrée (17) et la sortie (18) dudit circuit aval sur le réservoir (8). 5) Installation selon l'une des revendications 2 à 4 caractérisée en ce que le moyen d'ouverture et de fermeture de la dérivation du circuit amont et/ou du circuit aval est une vanne trois voies (14,27). 6) Installation selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que le circuit aval comporte au moins un apareil de chauffage d'appoint (29). 7) Installation selon l'une des revendications 2 à 6 caractérisée en ce qu'un thermostat (33) est prévu dans le réservoir (8) pour commander automatiquement, dans une plage de températures données, le moyen d'ouverture et de fermeture de la dérivation du circuit amont, afin de maintenir la température dudit réservoir dans ladite plage de températures. 8) Installation selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisée en ce qu'au moins une partie d'au moins l'un des condenseurs de la centrale frigorifique est plongé directement dans le réservoir (8). 9) Installation selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisée en ce que le système de chauffage est un système à champ thermique rayonnant, muni d'un réseau de tuyauteries (21,22) noyées dans le sol du bâtiment à chauffer, lesdites tuyauteries faisant partie du circuit aval.