Brevet FR2953585A1 — publié le 20110610

La présente invention concerne un dispositif produisant de la chaleur en élevant la température d'un liquide calo-porteur utilisé pour chauffer un ensemble de pièces constituant des locaux d'habitation, de bureaux, d'écoles, des piscines, ou de tout autres utilisations requérant de maintenir une température convenable lorsque la température extérieure est trop basse, durant notamment la période hivernale. Ce dispositif est aussi capable d'assurer une production d'eau chaude sanitaire en adéquation avec la surface chauffée et la destination des locaux. Ce besoin de chauffage est ordinairement couvert par des appareils de type chaudière à gaz, chaudière à fioul, chaudière à bois, voir même certain type de cheminée ayant un récupérateur de chaleur par circulation de fluide calo-porteur. Ces différents dispositifs présentent l'inconvénient de produire de la chaleur par combustion d'un carburant et par voie de conséquence dégagent tous, des résidus gazeux et/ou solides plus ou moins polluants. En outre, ils contraignent l'utilisateur à s'assurer de la disponibilité du carburant, soit par des contrats de fourniture (gaz notamment) soit en veillant à ce qu'ils disposent en permanence d'un stock suffisant. D'autres dispositifs permettent également de satisfaire le besoin de chauffage en extrayant de la chaleur dans un milieu extérieur au local à chauffer et la restitue en réchauffant le fluide calo-porteur. Ce sont des machines thermodynamiques, appelées plus couramment ""pompe à chaleur", de type air-eau ou eau-eau (qu'elles soient géothermiques ou aquathermiques). Ces dispositifs ne présentent plus les inconvénients cités plus haut (servitude de l'alimentation en carburant et production de polluants), mais en présentent de nouveaux. elles nécessitent un ou plusieurs capteurs extérieurs qui peuvent se présenter sous la forme de réseaux enterrés de tuyaux (capteur horizontal) ou bien de puits profonds (plusieurs dizaines de mètres) afin de prélever les calories dans le sol ou sous-sol environnant. Cette contrainte requiert (outre des surcouts) soit de disposer d'une surface de terrain suffisante (assez difficile en milieu urbain dense) soit de pouvoir effectuer des forages sous les locaux (guère envisageable si les locaux sont préexistants à l'installation de ces chauffages). Le dispositif selon l'invention permet de pallier tous les inconvénients cités ci-avant, en ce qu'il ne fait appel ni à des carburants, ni à des capteurs extérieurs. Il utilise en effet un générateur homopolaire de Faraday, ou un générateur magnétique dérivé du générateur homopolaire de Faraday, pour produire un courant qui réchauffe le fluide calo-porteur par effet Joule. L'énergie prélevée par le générateur ne produit aucun résidu de combustion et ne fait appel à aucun capteur extérieur. Un autre avantage de ce dispositif est l'excellence des performances énergétiques obtenues, en raison des caractéristiques électriques du générateur homopolaire de Faraday, Le générateur est lui même entrainé par un dispositif capable de fournir l'énergie mécanique propre à assurer sa rotation. Il peut donc s'agir de tout moteur électrique 2 conventionnel, de moteur à coefficient de performance élevé, ou de tout autre source d'énergie mécanique, chacun d'entre eux pouvant être indifféremment utilisé dans la présente invention. Le dessin annexé illustre l'invention: la figure 1 représente en coupe le dispositif de l'invention, satisfaisant les besoins en chauffage et eau chaude sanitaire d'une villa. En référence à ce dessin, le dispositif comporte un boîtier (3) qui en constitue l'enceinte rigide. Les supports (1) fixent le générateur et le moteur au châssis et au boitier (3), Le générateur de type homopolaire de Faraday (16) est entrainé par un moteur électrique (14) au moyen d'un axe commun (15).Le moteur électrique est un moteur asynchrone de 2000 watts, capable de délivrer jusqu'à 1500 watts mécaniques. La production électrique du générateur est acheminée à la résistance chauffante (4) par les câbles électriques (2). Ces câbles sont dimensionnés en fonction de la puissance délivrée par le générateur (16) et devront à minima présenter une section de 500 mm2. Le serpentin (17) assure la fonction d'échangeur entre le fluide calo-porteur qui y circule et l'eau chaude sanitaire (20). L'échange de calorie et le chauffage se font dans le ballon d'accumulation (5). La régulation de la température d'eau se fait grâce à la sonde de température (18) qui renseigne le boitier électronique de contrôle (9) qui pilote le moteur (14) en fonction du besoin de chauffe détecté. Ce pilotage est effectué par le câble (12) qui intègre le nombre de conducteurs nécessaires en fonction du type de moteur utilisé. Un circulateur ordinaire (13) assure la fonction de circulation du fluide calo-porteur dans le circuit de chauffage extérieur, qui est connecté au dispositif aux raccords (11) et (10). Ce circulateur (13) est lui aussi piloté par le boitier électronique de contrôle (9) au moyen du câble électrique (19). L'entrée de l'eau sanitaire se fait par le raccord (7), la sortie d'eau sanitaire réchauffée se faisant par la raccord (6). L'ensemble de la tuyauterie du dispositif est réalisé au moyen de tubes de cuivre standard de 20 mm de diamètre, Tous les raccords hydrauliques sont conformes au standard 20/27 de la plomberie. La capacité du ballon d'accumulation (5) est de 100 litres. L'alimentation électrique générale du dispositif est assurée par le câble (8), et se raccorde à un réseau alternatif 230 V 50 Hz. Sa consommation maximale est au plus de 2500 watts, pour une production thermique atteignant les 16000 watts. Le ballon d'accumulation (5) est équipé d'un groupe de sécurité indépendant standard qui n'est pas représenté sur le dessin, et qui assure l'ouverture du circuit hydraulique en cas de surpression due à une quelconque défaillance du système. Le dispositif selon l'invention est destiné à répondre aux besoins thermiques de tout type de locaux en fournissant d'une part une eau chaude sanitaire et d'autre part en réchauffant 35 le fluide calo-porteur circulant dans les radiateurs ou dans les réseaux de tuyaux intégrés dans 3 la dalle de plancher en cas de chauffage par le sol. Il peut aussi uniquement répondre à l'un ou l'autre de ces deux besoins d'énergie thermique. Le principe explicité ci-avant peut être étendu à des gammes de puissance plus importante en dimensionnant les divers éléments qui composent le dispositif, proportionnellement à la puissance maximale qu'il doit délivrer, comme il est fait pour les dispositifs de type chaudière ou pompe à chaleur. REVENDICATIONS1) Dispositif pour fournir l'énergie thermique nécessaire pour le chauffage de tout type de locaux ou de piscines, caractérisé en ce qu'il comporte un générateur (16) de type homopolaire (ou unipolaire) de Faraday entrainé par un moteur électrique (14) et qui produit une énergie électrique transformée en chaleur par effet joule dans une résistance (4). 2) Dispositif pour fournir l'énergie thermique nécessaire à la production d'eau chaude sanitaire, caractérisé en ce qu'il comporte un générateur (16) de type homopolaire de Faraday entrainé par un moteur électrique (14) et qui produit une énergie électrique transformée en chaleur par effet joule dans une résistance (4). 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il fournit aussi de l'eau chaude 10 sanitaire. 4) Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le générateur est un générateur magnétique dérivé du générateur homopolaire de Faraday. 5) Dispositif selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur(14) utilisé est est un moteur à coefficient de performance élevé.