Brevet FR2669717A1 — publié le 19920529

La présente invention concerne essentiellement un dispositif thermodynamique permettant le chauffage de l'eau chaude sanitaire par récupération de l'énergie contenue dans les eaux usées. On connait deja des pompes à chaleur produisant l'eau chaude sanitaire caractérisées en ce que l'évaporateur prélève de l'énergie sur l'air ambiant, sur l'air extrait ou sur le sol extérieur. On connait déja des échangeurs récupérant une partie de l'énergie contenue dans les eaux usées. Dans les systémes de production d'eau chaude sanitaire actuels, le coefficient de performance est limité en raison de la faible température du milieu sur lequel on prélève l'énergie. D'autre part cette source d'énergie n' est pas toujours disponible et le besoin de chauffage de l'eau n'est pas synchronisé avec la disponibilité de cette source. C'est d'une manière générale un but de l'invention de fournir une installation qui ne présente pas les inconvénients des installations connues et rappelées ci-dessus. C'est en particulier un but de l'invention de fournir une installation de chauffage de l'eau, par pompe- à chaleur, dont la captation d'énergie s'effectue directement dans les eaux usées chaudes. C'est aussi un but de l'invention de fournir une installation de production d'eau chaude sanitaire par circuit frigorifique, dont le transfert d'énergie à la source chaude s'effectue de manière directe à travers un matériau sans que le matériau de l'échangeur frigorifique soit en contact direct avec l'eau sanitaire et élimine ainsi toute possibilité de corrosion. C'est aussi un but de l'invention de fournir une installation de chauffage de l'eau sanitaire dont le seul organe en mouvement est le compresseur frigorifique. C'est encore un but de l'invention de fournir une disposition qui permet d'élever sensiblement le coefficient de performance de l'installation. Une installation de chauffage de l'eau sanitaire selon l'invention est caractérisée en ce que l'évaporateur est constitué d'un ensemble de tuyauteries immergées dans un tube servant à l'évacuation des eaux usées et faisant salement office de réserve d'eau. Selon une autre caractéristique de l'invention, le condenseur du circuit frigorifique est constitué d'un ensemble de tuyauteries plaquées contre une cuve métallique contenant l'eau à chauffer, le contact intime entre tube et cuve étant assuré par une matière bonne conductrice de la chaleur. Les dessins annexés illustrent l'invention - La figure 1 représente un shéma de l'installation selon l'invention. - La figure 2 représente le montage de l'évaporateur dans le tube d'évacuation des eaux usees. - La figure 3 représente le montage du condenseur sur la cuve contenant l'eau à chauffer. - La figure 4 représente le schéma de l'appareillage électrique nécessaire pour obtenir suffisament d'eau chaude quelle que soit la température de l'eau usée. - La figure 5 représente une forme de réalisation de la canalisation d'eaux usees. Une installation de chauffage selon l'invention, figure 1, comprend un compresseur frigorifique 11 refoulant par une tuyauterie 12 vers le condenseur 13 enroulé autour de la cuve 14 contenant l'eau à chauffer. Le fluide frigorigéne chaud se condense au contact de la cuve 14, descend dans les différentes spires du condenseur 13. I1 traverse ensuite le déshydrateur 15 puis le détendeur 16. Le fluide frigorigéne est admis dans l'évaporateur 17 qui est immergé dans la réserve d'eaux usées 18. La tuyauterie de liaison 19 ferme la boucle et permet un cycle continu. L'évaporateur 17 peut également être réalisé avec un tube plaqué à l'extérieur de la réserve d'eaux usées 18. La tubulure d'alimentation 20 permet l'apport d'eaux usées provenant du réseau.Le coude à 180 référence 21 et la tubulure remontante 22 permettent le remplissage permanent du réservoir d'eaux usées 18. La figure 2 représente le montage de l'évaporateur dans le réservoir d'eaux usées 18. Cet évaporateur est constitué d'une tubulure 30 en acier inoxydable, en acier ou en cuivre. Gainé de matière plastique, enroulé en spirale et plaqué contre la paroi intérieure du tube d'évacuation d'eaux usées, afin d'éviter le freinage et l'évacuation de matières solides. Le réservoir 18 est fermé aux deux extrémités par un bouchon réduit 31 si le diamètre du réservoir est supérieur à celui de la canalisation d'alimentation. La sortie de l'évaporateur 17 à travers le fond 31 est réalisé par un presse-étoupe 32. La figure 3 représente le montage du condenseur sur la cuve contenant l'eau à chauffer. Le tube 40 est enroulé, plaqué sur la cuve 42, l'écartemment et la longueur des tubes étant déterminés par la puissance à fournir à la cuve 42. Entre les différentes spires du tube 40, une matière bonne conductrice de la chaleur 41 est insérée de manière à éliminer les espaces d'air. Une isolation 43 permet de conserver l'énergie reçue par l'eau et évite la déperdition du condenseur vers l'ambiance. La figure 4 représente l'emplacement des différents matériels alimentés électriquement et nécessaires au bon fonctionnement du systéme. Le compresseur 51 fonctionne si, simultanément le thermostat antigel 50 et le thermostat d'eau sanitaire 53 sont fermés. Lorsque le thermostat 50 s'ouvre pour éviter le gel du réservoir d'eaux usées, le compresseur 51 s'arrête. Si l'eau n'est pas assez chaude, la résistance électrique 52 se met en service mais seulement après un temps suffisament long après chaque arrêt par l'antigel. Ce temps est controlé par une horloge ou par une temporisation type anti court cycle. La figure 6 représente la réserve d'eaux usées réalisée par deux demi-piéces 71 en plastique thermoformée ou injectée. Le dispositif selon l'invention est destiné au chauffage de l'eau chaude sanitaire et au chauffage des locaux. REVENDICATIONS 1) Installation de chauffage d'eau sanitaire par circuit frigorifique, caractérisée en ce que l'évaporateur 17 est immergé dans un tube 18 d'écoulement des eau usées 21 et que le condenseur 1; est enroulé à l'extérieur de la cuve 15 contenant 1eau sanitaire. 2) Installation selon la revendication i caractérisée n ce ou l'évaporateur 17 est réalisé en tube métallique gainé de matière plastique. 3i Installation selon la revendication i caractérisée en ce que l'évaporateur 30 est enroulé en serpentin à 1' intrieur d'une évacuation 18 des eaux usees réalisée en matière plastique. 4) Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que le condenseur 40 est enroulé en serpentin autour d'une cuve 42 en ac@er revêtue d'une matière 41 conduisant bien la chaleur et dune couche de matériau isolant 43. 5) Installation selon la revendication 1 caracterisée en ce oue un dispositif électrique 52 permet l'appoint d'énergie si la guantité de chaleur contenue dans les eaux usées est insuffisante pour le chauffage de l'eau. 6) Installation selon le revendication 1 caractérisée en ce que le tube d'écoulement des eau usees constitue une réserve d'eau par assemblage de deux demi-coquilles 71 en matière plastique injectée ou thermoformée.