Brevet FR2919714A1 — publié le 20090206

La présente invention concerne un complexe thermodynamique destiné a récupérer très économiquement les calories présentes dans les eaux usées et de pluies , dans l'air d'extraction , dans la nappe phréatique et également dans toutes sources hydraulique ou aéraulique contenant des calories a un niveau de température permettant leur récupération économiquement , tel que présenté le système de climatisation des locaux partie intégrante du système est également très économe en énergie et très fiable , de par son agencement et sa gestion , ce système de traitement de l'air ambiant est très économique , fiable et très écologique , comme il est démontré ci -après . Avant notre invention , la récupération de ces calories et la climatisation devaient être réalisée par des machines dont le rendement et la fiabilité est très affecté par la consommation et la présence indispensable des pompes de forage venant s'ajouter inévitablement a celle du compresseur les deux étant liées , le coût total de l'installation est très élevé compte tenu du prix des pompes , de leurs accessoires , filtres , tuyauteries et câblages , le coût du montage très important réalisé obligatoirement sur place et aussi l'emploi d'un double forage (15 ) parfois indispensable , de plus ces machines sont chargées avec un fluide frigorigène (H F C) qui a une action néfaste et très significative sur l'effet de serre et la couche d'ozone , les hautes pressions de fonctionnement surtout pour le R 410 de plus en plus employé , augmentent considérablement les risques de fuites avec dissipation dans l'atmosphère avec ses conséquences . Le complexe selon l'invention permet de remédier totalement a ces inconvénients majeurs , comme il seras amplement démontré il emploi et comporte en effet selon les caractéristiques ci après énoncées , des éléments et une technologie essentiels pour palier aux inconvénients mentionnés , en plus de par son agencement il travaille en free - cooling ( 23-22) ce qui fait d'autant baisser la consommation et le rend encore plus économe en énergie et exploitation , des filtrages sont également incorporé en caisson air neuf et soufflage principal , répondant ainsi aux normes actuelles sur les conditions climatiques , air neuf (23) rejet (22 ) reprise (25) soufflage ( 24) . Ce complexe (3) récupère a la fois et en premier les calories présentes dans les eaux usées (26) et les transfère directement dans l'air neuf introduit (19 ) l'excédent éventuel non transféré car delta T trop faible retourne au forage , pour y être récupéré en cas de nécessité par la PAC (1 - 12 ), les calories présentes dans l'air extrait sont également récupérés et transférées de la même façon , l'appoint éventuellement nécessaire est fourni par l'échangeur (18 ) branché sur la PAC extérieure (1 a 12) l'eau chaude sanitaire est fourni par l'échangeur (27) fonctionnant en désurchauffeur sur la PAC (1 a 12) le tout fonctionnant en permanence en alternance ou épisodiquement , le complexe étant entièrement géré par l'automate constamment informé de l'état de l'air ou des liquides en relations par les diverses sondes ( 32 a 46) la vitesse de rotation du compresseur (48) et des ventilateurs (49 -50 - 51) est ajustée par les régulateurs de fréquence ( 28 - 29 -30 -31) eux même pilotés par l'automate ( 52) qui de ce fait gère en même temps , au plus juste leur consommation . Le COP de cette PAC ( 7 a 7,2 ) est le plus élevé des meilleures PAC actuelles ( 2,8 a 3,5 ) suivant la puissance et le modèle de compresseur employé , de plus a son excellent rendement il faut ajouter la performance des récupérateurs cités plus haut (18 -19 - 20 - 26) qui fonctionnent en priorité la PAC étant en appoint , il faut le souligner . Elle est chargée avec un fluide écologique le propane (13) n'ayant aucun effet de serre , ni néfaste sur la couche d'ozone , de plus ce fluide est très performant et économique a l'achat , d'origine naturel il n'a pas besoin d'être fabriqué dans des installations complexes et dont l'élaboration consomme également une quantité d'énergie considérable , la charge de fluide étant réduite et le fait qu'elle se situe entièrement a l'extérieur , ne pose aucun problème pour 40 son emploi , bien que le mélange soit détonnant , sous certaines conditions , dés l'instant ou toutes les conditions de sécurité sont remplies (1 - 2) pour empêcher toute concentration de vapeur propane ( type de matériel adapté , respect scrupuleux de la législation ) de plus le compresseur est lubrifié avec de l'huile minérale , avec tous les avantages qui en découlent .( moins hygroscopique , moins chère a l'achat et a fabriquer moins polluante , et plus facile d'emploi ) 45 L'évaporateur (11 - 12 ) muni d'ailettes internes (10 ) augmentant la surface de contact des vapeurs de propane (13 ) avec le milieu liquide caloporteur (8 ) est complètement immergé dans le milieu liquide ambiant ( 8) et enterré (9 ) de par ce fait la source potentielle n'a pas besoin d'être véhiculée dans un échangeur en liaison avec la machine frigorifique , donc pas de pompes hydrauliques en phase chauffage PAC . De plus de par la position de cet évaporateur (11-12) dans le milieu liquide (8) et enterré (9) l'écart de température 50 entre ce milieu liquide ( 8) et la température d'évaporation du fluide (13) est plus faible , on gagne au minimum 3 a 5 C , ce qui augmente considérablement le COP de la machine et la longévité du compresseur , la température d'évaporation étant toujours positive . La machinerie thermodynamique extérieure (1 a 52) de par ses caractéristiques et sa position d'installation , est monobloc et autonome , étant assemblées en usine elle présente toutes sécurités d'étanchéité pour le fluide (13 ) ce qui 55 est essentiel et de fiabilité , ce qui réduit les temps de montage sur le site et le coût . Il est équipée d'une pompe immergée (7 - 5) de faible puissance qui fonctionne en climatisation très économiquement , par rapport a une climatisation traditionnelle qui nécessite en plus de cette pompe plus puissante un compresseur , et en phase chauffage elle fonctionne seule également très souvent quant l'appoint de la PAC n'est pas nécessaire , le retour se faisant en (6) la hauteur du forage accentue la stratification tout ceci contribuant a augmenter considérablement 60 l'économie du système décris . IL possède trois unités de récupération et de traitement de l'air (18-19-20 ) Egalement une unité de récupération de calories sur les eaux usées ( 26 ) Un ballon d'eau chaude sanitaire en désurchauffe du compresseur .( 27 ) Un échangeur pour le chauffage par pompe a chaleur (21) avec circulateur (60) 65 Pour certaines applications spécifiques la cuve du forage (fig 6 - 15 ) peut être complètement fermée a sa base et étanche , métallique inoxydable et comporter dans ce cas des ailettes ( 59) afm d'augmenter sa surface de contact avec le milieu ambiant (8-9) ou en tout autre matériaux adapté a cet usage . Le complexe est entièrement piloté par un automate programmable .( 52) équipé de sondes de température soit , extérieure (32) )soufflage (33 ) reprise (34) ambiante 1 (35) ambiante 2 (36) extraction ( 37 ) air neuf (38 ) eaux usées 70 (39 ) ECS (40 ) eau chauffage (41) HP compresseur (42) aspiration compresseur (43 ) départ eau forage (44 ) retour eau forage (45) huile compresseur (46) par l'intermédiaire des vannes électro- magnétiques (0) l'automate (52 ) régule parfaitement l'écoulement des divers fluides de ce complexe , il régule également le fonctionnement du ciculateur ( 60) l'automate règle également les débits et températures de l'air dans les circuits aérauliques en agissant sur les volets motorisés (53 - 54 -55 ) 3 75 L'alimentation électrique de l'automate est assurée en (47) . La technologie de ce complexe fait qu'il est , très performant , très économique en exploitation , sa mise en oeuvre est plus économique et sa maintenance aisée et facile de par son implantation extérieure monobloc pour la PAC et les échangeurs en comble ou local technique . Il répond aux attentes actuelles , économies d'énergies et préservation de l'environnement de par ses performances 80 exceptionnelles , de plus sa fabrication ne poseras aucun problème particulier car ses principaux éléments sont disponibles sur le marché , éprouvés et a des prix compétitifs . Cet équipement a certainement un bel avenir commercial et économique , le marché potentiel étant très important et en constante augmentation . Revendications 1 ) Complexe permettant la récupération et la transmission de calories présentes dans des liquides et dans l'air , et destinées au chauffage et a la climatisation d'ambiances , caractérisé en ce qu'il comporte une cuve immergée (15 ) dans laquelle est plongé un évaporateur (11-12) muni d'ailettes (10) et de tubes plongeurs pour le retour d'huile (4 ) et destiné a l'évaporation d'un fluide frigorigène (13) relié a une machine thermodynamique monobloc au -dessus (1 a 52) cette machine pouvant être réversible ou non (56 ) 2 ) Composant selon la revendication 1 caractérisé par la présence d'échangeurs ventilés (18-19-20-26) destinés a la récupération et au transfert de calories dans l'ambiance gazeuse ou liquide . 3 ) Composant selon la revendication 1 caractérisé par le tait que le complexe peut être équipé d'une cuve spéciale munie d'ailettes (57 ) 4 ) Composant selon la revendication I caractérisé par l'emploi d'un fluide écologique le propane (13 ) 5 ) Composant selon la revendication 1 caractérisé par la présence d'ailettes internes (10) sur le tube de l'évaporateur (12 ) 6 ) Composant selon l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé par la présence d'échangeurs (21 -27 ) reliés a la machine thermodynamique (11 a 52) et destinés au chauffage et a la production d' E C S . 7 ) Composant selon l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé par la gestion totale du complexe par n automate programmable (52) associés a des sondes (32 a 46) et des vannes èlectro - magnétiques (O ) 8 ) Composant selon la revendication 7 caractérisé par la présence de régulateurs de vitesses du compresseur (48) et des ventilateurs des échangeurs (49-50-51) pilotés par l'automate (52 ) 9 ) Composant selon la revendication 2 caractérisé par la présence de volets motorisés ( 53- 54-55) pilotés par 20 l'automate ( 52 )