Brevet FR3048691A1 — publié le 20170915

INSTALLATION COMPORTANT DES ELEMENTS DE POMPAGE ET DE CHAUFFAGE DE L'EAU D'UNE PISCINE, FORMANT UN CAISSON COMPACT POSE HORS SOL La présente invention concerne une installation de chauffage et de traitement de l'eau, prévue en particulier pour l'eau d'une piscine. Les piscines de petite dimension, en particulier les piscines privées, nécessitent plusieurs matériels de traitement de l'eau. On dispose généralement un groupe de pompage qui pompe l'eau de la piscine pour la faire circuler dans un filtre, formé par une réserve de sable ou une cartouche filtrante, avant de la refouler vers cette piscine. On effectue aussi un traitement de la qualité de l'eau, avec par exemple un électrolyseur de sel pour dégager du chlore, et un régulateur du taux de potentiel hydrogène « pH » qui caractérise le niveau d'acidité. En particulier on peut réaliser en continu, par exemple dans le flux d'eau pompée pour la filtration, la mesure du pH ainsi que l'addition des produits qui le corrigent si nécessaire. Par ailleurs il est connu pour le chauffage de ces piscines, d'utiliser une pompe à chaleur comportant un évaporateur qui reçoit les calories de l'air ambiant constituant la source chaude, et un condenseur dissipant des calories dans l'eau de la piscine pour la réchauffer, qui est mise en circulation par le groupe de pompage. Pour protéger ces différents matériels et donner aux alentours de la piscine un aspect propre et agréable, on utilise un abri existant à proximité ou on en construit un, pour former un local technique recevant ces équipements. La pompe à chaleur peut former un module indépendant restant à l'extérieur, ce qui facilite notamment la circulation de l'air ambiant autour nécessaire pour le fonctionnement de l'évaporateur. Ces diverses installations extérieures représentent un encombrement, et entraînent des coûts. Par ailleurs un dispositif connu, présenté notamment par le document FR-A1-2987387, comporte un caisson présentant une partie inférieure destinée à être enterrée, comprenant sous le niveau du sol des raccordements de débits d'eau destinés à être directement reliés à des canalisations enterrées, conduisant notamment à la piscine. Le caisson comprend deux compartiments séparés par une paroi transversale, l'un contenant la pompe à chaleur balayée par le flux d'air ambiant pour l'évaporateur, et l'autre la pompe 3048691 2 de circulation d'eau de la piscine, un filtre pour cette eau, un électrolyseur de sel et un régulateur de pH. Toutefois ce dispositif pose plusieurs problèmes. En particulier le caisson partiellement enterré nécessite un creusement du sol pour former une cavité recevant cette partie enterrée, 5 et pour former des tranchées permettant de mettre sous terre les canalisations se raccordant sur la partie enterrée. Les raccords vers les canalisations ne sont pas facilement accessibles. De plus le caisson présentant une partie basse disposée sous terre, en cas d'entrée d'eau à l'intérieur venant par exemple de la condensation, d'un écoulement d'eau de pluie, ou d'une fuite de la circulation d'eau de la piscine, son évacuation est difficile à réaliser. Par ailleurs les 10 échanges thermiques vers l'extérieur, et à l'intérieur du caisson, ne sont pas optimisés. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet une installation de chauffage et de traitement d'eau, en particulier pour l'eau d'une piscine, comportant une pompe de circulation de l'eau alimentant des 15 moyens de filtration de cette eau, et une pompe à chaleur, cette installation étant remarquable en ce qu'elle comporte un caisson destiné à être posé entièrement hors-sol à l'extérieur des bâtiments, ce caisson contenant l'ensemble des équipements comprenant la pompe de circulation, les moyens de filtration de l'eau, la pompe à chaleur comportant un évaporateur qui est disposé directement sur une face extérieure du caisson, et des raccords 20 hors-sol vers des canalisations extérieures pour la circulation de l'eau. Un avantage de cette installation est que l'on peut rapidement et facilement, sans creuser le sol pour le caisson et les canalisations, poser ce caisson sur le sol, et raccorder en partie basse les canalisations extérieures qui restent accessibles. Le caisson étant au-dessus du sol, ses différentes faces sont entièrement dégagées ce qui permet de disposer sur ces faces un 25 évaporateur présentant une grande surface d'échange avec l'air ambiant, ce qui améliore le rendement de la pompe à chaleur. L'installation de chauffage et de traitement d'eau selon l'invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, les raccords des canalisations extérieures débouchent sous la face inférieure du caisson. Les raccords sont alors facilement accessibles entre ces différents supports. 3048691 3 Avantageusement, le caisson comporte un compartiment fermé et ventilé recevant le flux d'air traversant l'évaporateur, dans lequel se trouve la pompe de circulation. Avantageusement, la pompe de circulation comporte une turbine pour refroidir son moteur, prélevant de l'air traversant l'évaporateur. On améliore le refroidissement de la pompe de 5 circulation en prenant l'air refroidi sortant de l'évaporateur. En particulier l'air traversant l'évaporateur peut être prélevé par la turbine au travers d'une manche qui le prend dans un compartiment d'admission fermé. Avantageusement, l'installation comporte dans le caisson des moyens de traitement physico-chimique de l'eau. 10 Avantageusement, l'air prélevé par la turbine de la pompe de circulation est rejeté dans un compartiment technique comportant des produits de traitement de l'eau. De cette manière on ventile ce compartiment pour éviter des accumulations gazeuses. Avantageusement, les moyens de filtration de l'eau comportent un filtre sensiblement cylindrique, disposé horizontalement sous un ventilateur se trouvant au niveau d'une 15 ouverture de la face supérieure du caisson, pour activer le débit d'air au travers de l'évaporateur. On optimise ainsi l'utilisation de l'espace dans le caisson. Avantageusement, l'évaporateur forme un panneau couvrant des faces du caisson sur toute leur hauteur. On profite au maximum des dimensions du caisson pour disposer d'une grande surface d'échange thermique de l'évaporateur, ce qui optimise son rendement. 20 Avantageusement, le caisson comporte des tiroirs coulissant horizontalement, recevant des équipements. On réduit de cette manière la place utilisée sur les faces du caisson pour des équipements devant rester accessibles. En particulier le caisson peut comporter des tiroirs coulissants recevant un boîtier électrique de commande de l'installation disposé à plat, ou un bac de rangement de produits de 25 traitement. On facilite avec peu de place en façade l'accès au boîtier, ou la manoeuvre de charges lourdes pour le rangement de produits. Avantageusement, le caisson comporte dans chaque angle un profilé d'angle de section arrondie, disposé verticalement, présentant aux extrémités une platine de fixation horizontale recevant l'appui d'une plaque formant la face supérieure ou inférieure. On réalise ainsi 30 facilement un montage rigide et propre du caisson. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels: 3048691 4 - la figure 1 est une vue de la face arrière et de la face latérale droite d'une installation de chauffage et de traitement de l'eau selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de la face avant de cette installation ; - la figure 3 est une vue de la face avant et de la face latérale droite de cette 5 installation, le tiroir contenant les produits de traitement et le tiroir du coffret électrique étant ouvert ; - la figure 4 est un schéma en vue de dessus de cette installation ; - la figure 5 est une vue de dessus de la pompe de circulation de cette installation présentant une manche à air prélevant l'air dans un compartiment ; et 10 - la figure 6 est une vue de détail d'un profilé d'angle du caisson de cette installation. Les figures 1, 2, 3 et 4 présentent un caisson de forme globalement parallélépipédique, formé par des tôles découpées et pliées, comprenant une face supérieure 2 et une face inférieure 4 reliées entre elles par quatre profilés d'angle 6. Chaque côté des faces supérieure 2 et inférieure 4 comporte entre les profilés d'angle 6, un rebord formé par un pli vertical puis un 15 pli horizontal tourné vers l'intérieur du caisson, afin de constituer des nervures de rigidification du contour de ces tôles, qui de plus évitent de blesser des personnes. La face inférieure 4 repose sur quatre pieds 24 disposés dans les angles, réglables en hauteur par une molette facile à tourner à la main, présentant une grande surface d'appui sur le sol, qui permettent de poser le caisson directement sur un sol quelconque tout en le maintenant 20 horizontalement par ces réglages. La face supérieure 2 comporte un perçage de grande dimension recouvert par une grille 8, formant une sortie d'air protégeant un ventilateur d'extraction d'air 84 qui se trouve en dessous. Le caisson comporte une face appelée par convention face avant 10, comportant des éléments 25 de commande de l'installation. En regardant cette face avant, le caisson comporte une face latérale droite 14 présentant un boîtier électrique 20 ainsi que les produits de traitement de l'eau 22. Par convention la direction perpendiculaire aux faces avant 10 et arrière 12 est appelée direction longitudinale, la direction parallèle étant appelée direction transversale. 30 Les quatre faces verticales 10, 12, 14, 16 du caisson sont en dehors d'un évaporateur 70 disposé en façade, normalement fermées par des panneaux formés dans une tôle, non 3048691 5 représentés sur les figures, qui assurent une protection ainsi qu'une esthétique propre de l'ensemble. La circulation de l'eau dans le caisson venant d'une piscine 18 disposée à côté, est la suivante. Le caisson comporte quatre raccords d'aspiration d'eau 26 venant de la piscine 18, disposés 5 parallèlement, qui débouchent verticalement sous la face inférieure 4, dans l'angle avant droit de ce caisson. Chaque raccord d'aspiration 26 dispose de sa propre vanne 28, permettant de réguler les aspirations dans des différents points de la piscine 18. Le caisson comporte un raccord de refoulement d'eau vers la piscine 18 et un raccord d'évacuation d'eau vers un égout 42, disposés en arrière des raccords d'aspiration, qui de la 10 même manière débouchent verticalement sous la face inférieure 4. Les différentes canalisations extérieures 30 posées à plat sur le sol, sont branchées sur les raccords 26 par des coudes venant en dessous du caisson, entre les pieds 24. Ces branchements se font facilement par l'accès libre aux canalisations 30 et aux raccords 26 qui ne sont pas enterrés, ce qui facilite un démontage ou un échange du caisson complet. 15 En variante on peut enterrer les canalisations extérieures 30 dans des tranchées pour les rendre invisibles, le raccordement avec le caisson se faisant toujours facilement grâce aux raccords 26 qui se trouvent au-dessus du sol. Sous le caisson on peut disposer au niveau des vannes un regard disposé dans le sol, contenant les courbures de sortie des tuyaux qui remontent vers le haut. 20 La partie gauche du caisson contenant une pompe de circulation 34, son préfiltre 32, un filtre principale 40 et l'évaporateur 70, forment un compartiment de ventilation 74 séparé par une cloison verticale 72 sensiblement étanche, de la partie droite formant un compartiment technique 76 contenant un boîtier électrique 20 et des produits de traitement de l'eau 22. La pompe de circulation d'eau 34 comportant un moteur électrique disposé horizontalement 25 dans la direction longitudinale, en bas et à droite du compartiment de ventilation 74, pompe l'eau venant des raccords d'aspiration 26 au travers du préfiltre à cartouche 32, pour la refouler par une première canalisation 36 vers une vanne à six positions 38. Le préfiltre 32 permet d'éliminer les plus grosses impuretés de l'eau, afin d'éviter d'endommager la pompe 34. 30 La vanne à six positions 38 disposée sur la face avant 10 ce qui la rend facilement accessible, est reliée par une deuxième canalisation 44 vers le système de chauffage et de traitement de l'eau de la piscine. 3048691 6 La vanne à six positions 38 est reliée par deux canalisations à un filtre à cartouche 40 formant un cylindre disposé horizontalement, en bas sur le côté gauche du compartiment de ventilation 74. Le filtre à cartouche 40 comporte à son extrémité avant un couvercle amovible, facilement accessible après la dépose du panneau avant, permettant de l'ouvrir pour extraire 5 la cartouche et la nettoyer ou la changer. Dans une position de la vanne 38 de fonctionnement normal de l'installation, l'eau venant de la pompe de circulation 34 passe dans le filtre 40 afin d'être filtrée de manière efficace, puis refoulée vers la deuxième canalisation 44. Dans une deuxième position de cette vanne 38 de nettoyage du filtre 40, l'eau passe à l'envers dans ce filtre afin de le nettoyer de ses impuretés, 10 puis cette eau chargée repassant par la vanne est rejetée par le raccord d'égout 42 prévu pour être relié à une canalisation d'égout extérieure. On obtient ainsi de manière simple et rapide avec quelques minutes de fonctionnement un lavage du filtre 40 qui permet d'espacer les interventions sur sa cartouche. La vanne 38 possède une position de shunt qui court-circuite le filtre 40, une position de 15 vidange de la piscine qui rejette directement l'eau venant de la pompe de circulation 34 par la première canalisation 36, vers le raccord d'égout 42 pour être éliminée, et une position de fermeture qui ferme toutes les canalisations. L'eau refoulée dans la deuxième canalisation 44 arrive dans une vanne trois voies 46 comportant des commandes manuelle et automatique, qui répartit ce flux vers la pompe à 20 chaleur 50 par une troisième canalisation 48, et vers une unité de traitement de l'eau 62 par une quatrième canalisation 64. La répartition se fait notamment en fonction de la capacité de chauffage thermique de la pompe à chaleur 50. La pompe à chaleur 50 disposée dans l'angle arrière droit du caisson comporte un compresseur 52 entraîné par un moteur électrique, qui génère une pression dans le fluide 25 intérieur frigorigène au niveau d'un condenseur 54 pour obtenir une condensation exothermique de ce fluide. Les calories sont récupérées par le débit d'eau venant de la troisième canalisation 48, qui traverse le condenseur 54, pour ressortir par une cinquième canalisation 60 afin d'être dirigé vers l'unité de traitement de l'eau 62. L'eau sortant de l'unité de traitement de l'eau 62, retourne vers la piscine par un raccord de 30 sortie 66. 3048691 7 Les troisième 48 et cinquième canalisation 60 disposent chacune d'une vanne d'isolement qui permet d'isoler la pompe à chaleur 50, notamment en hiver quand il faut purger le circuit complet en cas de risque de gel. La pompe à chaleur 50 possède un évaporateur 70 qui est un échangeur thermique avec l'air 5 ambiant recevant le fluide frigorigène à une basse pression pour permettre son évaporation. L'évaporateur 70 forme un panneau plat disposé verticalement sur toute la hauteur du caisson, couvrant environ 80% de la face arrière 12 de ce caisson, et qui revient par un pli sur la face latérale gauche 16 pour la couvrir environ à moitié. De cette manière on dispose d'une grande surface d'échange avec l'air ambiant utilisant toute la hauteur du caisson, ce que ne 10 peut réaliser un caisson partiellement enterré. L'unité de traitement de l'eau 62 peut comporter en particulier un électrolyseur de sel et un régulateur de pH. Avantageusement la mesure du pH se fait sur la deuxième canalisation 44, en amont de la vanne trois voies 46. Le ventilateur d'extraction d'air 84 disposé horizontalement dans le compartiment de 15 ventilation 74 sous la grille de sortie 8, soufflant l'air extrait verticalement vers le haut, génère par son aspiration au travers de l'évaporateur 70 un flux d'air venant de l'extérieur pour compenser cette extraction. En variante le ventilateur d'extraction peut être disposé sur une face latérale du caisson, en soufflant horizontalement l'air extrait. On réalise ainsi un apport de calories sur l'évaporateur 70 à partir de la source chaude formée par l'air ambiant, 20 permettant l'évaporation, ainsi qu'une bonne ventilation du compartiment de ventilation 74. Avantageusement le filtre à cartouche 40 formant un cylindre horizontal, est disposé en dessous du ventilateur d'extraction d'air 84 ce qui optimise l'encombrement de l'ensemble. L'extrémité droite de l'évaporateur 70 dépasse vers la droite de la cloison verticale 72, pour former un petit compartiment d'admission triangulaire vertical 78 fermé par l'évaporateur, la 25 cloison verticale et une tôle complémentaire 80 reliant ces deux éléments. La figure 5 présente une manche à air formée en matière plastique 82, comportant une partie transversale prélevant de l'air dans le compartiment d'admission fermé 78, par un perçage au travers de la cloison verticale 72, qui après un coude se prolonge par une partie longitudinale sensiblement circulaire entourant le moteur électrique de la pompe de circulation 34. 30 La face arrière du moteur électrique de la pompe de circulation 34 comporte une turbine entraînée directement par l'arbre de ce moteur, qui aspire dans la manche 82 l'air refroidi après son passage au travers de l'évaporateur 70, pour le propulser sur les ailettes entourant 3048691 8 ce moteur afin de le refroidir, puis le rejeter vers le caisson technique 76. Ce flux d'air est indiqué par les flèches A. Par cette combinaison de moyens on obtient de manière économique de nombreux avantages. Le moteur électrique de la pompe de circulation 34 bénéficie d'un air refroidi par 5 l'évaporateur 70, ce qui est intéressant en particulier quand la température ambiante est élevée, pour éviter de le faire chauffer et de l'user prématurément. En même temps en rejetant ce flux d'air vers le compartiment technique 76 on le ventile ce qui évite une accumulation gazeuse dans ce caisson venant des vapeurs des produits stockés, qui notamment pour des produits acides ou basiques pourraient causer une corrosion des tôles 10 le formant. De plus la manche à air 82 entourant la turbine et la pompe de circulation 34 avec son moteur, et canalisant le flux d'air, réduit les bruits émis par ces différents éléments. Le compartiment technique 76 comporte en partie supérieure un tiroir coulissant transversalement sur des roulettes, recevant le boîtier électrique 20 disposé horizontalement 15 avec les commandes se trouvant sur le dessus. Les câbles électriques reliés au boîtier électrique 20 forment sur le côté du compartiment technique 76, une boucle disposée dans un plan vertical permettant le mouvement de ce boîtier vers l'avant sans appliquer de contrainte sur ces câbles. Le compartiment technique 76 comporte en partie inférieure un autre tiroir coulissant 20 transversalement sur des roulettes, recevant les bidons de produits de traitement 22. De cette manière on dispose d'un accès simple, rapide et facile à la fois au boîtier électrique 20 et aux produits de traitement 22, en utilisant une surface de façade réduite. Les tiroirs coulissant sur des roulettes permettent en particulier de manipuler facilement les bidons de produits qui peuvent être lourds. 25 Le boîtier électrique 20 recevant le courant d'une alimentation électrique extérieure 86, et connecté avec tous les équipements électriques de l'installation pour les alimenter et les contrôler, en particulier la pompe à chaleur 50, la pompe de circulation 34, le ventilateur 84 et l'unité de traitement de l'eau 62. Il peut comporter divers automatismes programmables, pour effectuer les contrôles et les opérations de manière automatique. 30 On peut en particulier effectuer un contrôle à distance de l'installation, avec une liaison par câble, par radio, notamment du type Wifi, ou par téléphone intelligent appelé en langue 3048691 9 anglaise Smartphone. On peut connecter notamment l'installation à des applications de domotique de contrôle d'une maison. En particulier pour le gel, avantageusement on dispose une sonde de mesure de température extérieure reliée à un contrôle électronique, qui en cas de température trop basse active le 5 débit d'eau en démarrant la pompe de circulation 34 pour éviter le gel de cet eau. La figure 6 présente un profilé d'angle 6 de section constante, formé dans une tôle cintrée comprenant dans la section transversale un rayon constant d'environ 5cm, ce qui donne un aspect esthétique particulier au caisson tout en évitant des risques de blessures sur des arêtes vives. 10 Chaque côté du profilé 6 comporte deux pliages successifs inversés pour revenir vers le centre du caisson puis vers le côté, pour former une surface plane parallèle au côté recevant un panneau latéral de fermeture des côtés du caisson. Chaque extrémité du profilé 6 comporte une platine de fixation 92 soudée transversalement, qui suit à l'intérieur le rayon constant, ainsi que le bord donné par le premier pliage. Chaque 15 angle de la plaque supérieure 2 comporte deux perçages 94 recevant chacun une vis serrée dans un perçage taraudé 96 de la platine de fixation 92 qui est légèrement décalée par rapport à l'extrémité du profilé 6, afin d'obtenir un dessus de plaque qui affleure avec cette extrémité. De cette manière on obtient un montage simple et rigide des plaques des faces supérieure 2 et inférieure 4 reliées entre elles par les profilés d'angle 6, tout en fournissant une esthétique 20 sobre et épurée. En particulier le caisson contenant l'ensemble des éléments peut former un système compact, qui présente dans cet exemple une largeur de 1,20m, une profondeur de 0,90m et une hauteur de 0,60m. On peut utiliser pour réaliser ce caisson différents matériaux, comme des tôles d'acier galvanisées, d'acier inoxydable, ou des tôles recouvertes d'un revêtement époxy, 25 des matériaux plastiques, ou du bois. D'une manière générale l'installation selon l'invention apporte une combinaison intéressante de différentes fonctions, notamment pour optimiser les flux d'air intérieurs et les échanges thermiques, afin de former un module compact facile à installer en bordure d'une piscine, et esthétique. REVENDICATIONS1. Installation de chauffage et de traitement d'eau, en particulier pour l'eau d'une piscine (18), comportant une pompe de circulation de l'eau (34) alimentant des moyens de filtration (40) de cette eau, et une pompe à chaleur (50), caractérisée en ce qu'elle comporte un caisson destiné à être posé entièrement hors-sol à l'extérieur des bâtiments, ce caisson contenant l'ensemble des équipements comprenant la pompe de circulation (34), les moyens de filtration de l'eau (40), la pompe à chaleur (50) comportant un évaporateur (70) qui est disposé directement sur une face extérieure du caisson, et des raccords hors-sol (26) vers des canalisations extérieures pour la circulation de l'eau. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les raccords (26) des canalisations extérieures débouchent sous la face inférieure (4) du caisson. 3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le caisson comporte un compartiment fermé et ventilé (74) recevant le flux d'air traversant l'évaporateur (70), dans lequel se trouve la pompe de circulation (34). 4. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pompe de circulation (34) comporte une turbine pour refroidir son moteur, prélevant de l'air traversant l'évaporateur (70). 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'air traversant l'évaporateur (70) est prélevé par la turbine au travers d'une manche (82) qui le prend dans un compartiment d'admission fermé (78). 6. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte dans le caisson des moyens de traitement physico-chimique de l'eau (62). 7. Installation selon les revendications 4 et 6, caractérisée en ce que l'air prélevé par la turbine de la pompe de circulation (34) est rejeté dans un compartiment technique (76) comportant des produits de traitement physico-chimique de l'eau (22). 8. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de filtration de l'eau (40) comportent un filtre sensiblement cylindrique, disposé horizontalement sous un ventilateur (84) se trouvant au niveau d'une ouverture de la face supérieure (2) du caisson, pour activer le débit d'air au travers de l'évaporateur (70). 3048691 11 9. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'évaporateur (70) forme un panneau couvrant des faces du caisson (12, 16) sur toute leur hauteur. 10. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce 5 que le caisson comporte des tiroirs coulissant horizontalement, recevant des équipements. 11. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que le caisson comporte des tiroirs coulissants recevant un boîtier électrique (20) de commande de l'installation disposé à plat, ou un bac de rangement de produits de traitement (22). 12. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce 10 que le caisson comporte dans chaque angle un profilé d'angle (6) de section arrondie, disposé verticalement, présentant aux extrémités une platine de fixation horizontale recevant l'appui d'une plaque formant la face supérieure (2) ou inférieure (4).