Brevet FR2755751A1 — publié le 19980515

La présente invention concerne une installation de chauffage thermodynamique d'eau chaude sanitaire à capteur enterré. On a déjà proposé des installations de chauffage d'eau chaude sanitaire par pompe à chaleur à capteurs enterrés, celles-ci étant couplées au chauffage des locaux. On a également proposé des chauffe eau thermodynamiques monoblocs utilisant l'air extérieur ou l'air extrait comme sources froides. L'invention a pour objet une installation de chauffage thermodynamique d'eau sanitaire comportant trois éléments distincts démontables : un réservoir d'eau, un bloc thermodynamique et un capteur enterré. On connaît déjà des installations de chauffage d'eau sanitaire par pompe à chaleur dans lesquelles le condenseur est enroulé autour de l'enveloppe de la cuve. On connaît également des chauffe eau thermodynamiques monoblocs où les composants sont fixés sur la cuve extérieure. Ces installations présentent l'inconvénient de ne pas permettre le démontage de la cuve en cas de corrosion de celle-ci et présentent le désavantage d'être très lourdes, ce qui ne facilite pas les manutentions. C'est d'une manière générale un but de l'invention de fournir une installation de chauffe eau thermodynamique qui ne présente pas les inconvénients des installations connues. Une installation de chauffe eau thermodynamique selon l'invention comporte au moins un capteur enterré horizontalement placé à l'extérieur du local où se situe la cuve et relié au bloc thermodynamique par deux raccords préchargés. Selon une autre caractéristique de l'invention, le bloc thermodynamique est uniquement fixé sur la cuve au moyen d'une bride. Elle vise en particulier un bloc thermodynamique, caractérisé en ce qu'il comprend un chassis solidaire d'une bride, sur lequel est fixé le compresseur frigorifique et les différents accessoires tel le doigt de gant de l'aquastat et le condenseur fixé sur la bride par l'intermédiaire de deux manchons isolants électriquement le condenseur de la cuve afin de ne pas permettre l'établissement de courants conduisant à une corrosion électrolytique du ballon. La conception du système permet l'utilisation de ballons standards du commerce. L'utilisation de la terre comme source froide permet de garantir de bonnes performances quelle que soit la saison. Le capteur évaporateur extérieur est constitué d'au moins une couronne de tube de faible diamètre (10 mm par exemple) et d'une longueur de l'ordre de 60 mètres, la couronne est placée en tranchée dans la terre à une profondeur moyenne de 60 cm environ. Le tube sera réalisé en cuivre ou en aluminium, éventuellement plastifié, mais pourra être réalisé en plastique. Aux extrémités du tube sont fixés des raccords mâle et femelle dont l'un est équipé d'un orifice de tirage au vide et de charge. Ces raccords seront raccordés au bloc thermodynamique. Toute la portion de capteur non située en terre, sera calorifugée afin d'éviter les condensations. L'invention sera bien comprise par la description qui suit faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est un schéma d'une installation selon l'invention. . La figure 2 est le détail de la bride du bloc thermodynamique destinée à être raccordée sur la bride ce la cuve. Une installation selon l'invention figure 1 comporte un capteur évaporateur extérieur constitué d'au moins une couronne de tube (10) enterré à l'extérieur dans le sol. Ce capteur sera constitué de tube cuivre ou aluminium (éventuellement plastifiés) ou de plastique d'une longueur de l'ordre de 60 mètres placé en tranchée à une profondeur de l'ordre de 60 cm ou il prélèvera la chaleur de la terre. Le fluide frigorigène liquide à basse pression pénètre dans le capteur par l'intermédiaire d'un raccord (23) de type operculable ou auto-obturable. Une valve placée sur le raccord permettra le tirage au vide et le remplissage en fluide du capteur. La chaleur prélevée dans la terre va permettre de vaporiser le fluide frigorigène dans le capteur (10). La vapeur formée se dirige vers le raccord (11) puis vers le raccord (12) de type operculables ou auto-obturables. La vapeur se dirige ensuite vers le compresseur frigorifique (13) qui comprime le gaz dans le condenseur (19). La chaleur de condensation des vapeurs de fluide frigorigène est cédée à l'eau du ballon qui circule de bas en haut par convection naturelle. Le liquide frigorigène formé est déshydraté et stocké dans le petit réservoir (20) puis détendu dans le détendeur (21) avant de se diriger vers le raccord (22) pour recommencer un nouveau cycle. Le détendeur (21) pourra être du type thermostatique ou constitué d'un tube capillaire ou d'un diaphragme. Le compresseur (13) est commandé par un aquastat (17) dont le bulbe se situe à l'intérieur du doigt de gant (18). Le doigt de gant (18) est installé juste au dessus du condenseur (19) à l'intérieur du ballon, il permet de transmettre à l'aquastat (17) les informations concernant la température de l'eau dans la cuve (15) et dans la partie basse de celle-ci, ce qui permet de maintenir la température de l'eau dans la cuve à 55"C environ. Le condenseur (19), placé en partie basse de la cuve (15) assure le chauffage de l'eau froide (EF) pénétrant par l'orifice (24) lorsqu'il y a un puisage d'eau chaude (ES) par l'orifice (25). Lorsque la température au doigt de gant est atteinte, laquastat (17) met à l'arrêt le compresseur (13). La cuve (15) est revêtue à l'extérieur d'un calorifuge permettant de limiter les pertes thermiques du ballon d'eau chaude. Un capot (16), en polyester stratifié par exemple, fixé sur le chassis (14), assurera la protection du bloc thermodynamique ainsi que l'esthétique du système. La cuve sera équipée en partie basse, sur une bride, d'anodes solubles en magnésium (26) afin d'éviter les corrosions. Dans une installation selon l'invention, la figure 2 est le détail de la bride du bloc thermodynamique destinée à être raccordée sur la bride ce la cuve. Le chassis (14) sur lequel sont fixés les composants comme le compresseur, est soudé sur la bride circulaire (31). Cette bride sera boulonnée sur la bride du ballon d'eau chaude par les vis (32) avec interposition d'un joint d'étanchéité. Le doigt de gant (18) est soudé au passage de la bride circulaire (31). Il permet d'introduire le bulbe (33) de l'aquastat (17) qui comporte un capillaire de liaison (34). Le condenseur (19) sera constitué d'un serpentin en cuivre étamé dont les entrées (35) et sortie (36) seront fixées sur la bride au moyen de joints étanches (38) et (39) isolants électriquement le condenseur de la bride. Les épaulements (37) sont solidaires du condenseur (19), des écrous (40) permettent la fixation étanche du condenseur (19) sur la bride (31). Le condenseur (19) pourra être du type à simple enveloppe ou à double enveloppe. Le fluide frigorigène de travail du chauffe eau thermodynamique pourra être un fluide pur tel le propane ou le HFC R-134a, mais pourra également être un mélange zéotropique de fluides. L'invention permet de nombreuses applications en remplacement des chauffe eau traditionnels dans les habitations neuves ou existantes permettant d'assurer de très importantes économies d'énergie. L'installation se limite au percement du mur extérieur, afin de passer les deux extrémités du tube du capteur enterré (10), à la fixation du bloc thermodynamique sur la cuve , à son raccordement électrique et à l'enfouissement du capteur. REVENDICATIONS 1. Installation de production d'eau chaude sanitaire thermodynamique dans laquelle l'évaporateur (10) est enterré à l'extérieur, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une boucle de tube enterré, reliée au bloc thermodynamique (14), celui-ci étant distinct de la cuve (15) et fixé sur celle-ci par une bride (31). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le condenseur (19) est fixé sur la bride (31) de façon étanche à l'eau et électriquement isolé de celle ci. 3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la bride (31) est solidaire du chassis (14) sur lequel est fixé le compresseur et les accessoires. 4. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le système est composé de trois éléments distincts . un réservoir d'eau (15), un bloc thermodynamique (14) et un capteur enterré (10). 5. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le condenseur (19) est du type à simple ou à double enveloppe. 6. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le capot de protection (16) est fixé sur le chassis (14) du bloc thermodynamique. 7. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la ou les boucles de capteur extérieur (10) sont enterrées dans des tranchées horizontales. 8. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le capteur enterré (10) est relié à l'unité intérieure au moyen de deux raccords (11,12 et 22,23) de type operculables ou auto-obturables. 9. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le ou les capteurs extérieurs (10) sont constitués de tube cuivre ou aluminium plastifié. 10. Installation selon la revendication 1, caractérisée en. en ce que le ou les capteurs extérieurs (10) sont constitués de tubes plastiques. 11. Installation selon. la revendication 1, caractérisée en ce que la cuve (15) est munie, en partie inférieure, d'une bride comportant des anodes (26) en magnésium. 12. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un doigt de gant (18) soudé sur la bride (31), au dessus du condenseur (19) et destiné à recevoir le bulbe de l'aquastat de régulation (17).