Brevet FR3111415A1 — publié le 20211217

Ce système comprenant un au moins une distribution d’arrivée d’eau (2,3) reliée à un point d’approvisionnement sanitaire en eau et configurée pour alimenter en eau un appareil à élément chauffant (9) qui est configuré pour renvoyer une eau chauffée vers l’entrée (7a) d’un dispositif consommateur d’eau chaude (7) ayant lui-même une évacuation d’eaux usées (7b), ledit système (1) étant caractérisé en ce qu’il comporte un module de transfert thermique (10) ayant une chambre à eau tubulaire (18) traversée par un tuyau droit (16) qui est adapté pour être relié en amont à l’évacuation d’eaux usées (7b) du dispositif consommateur d’eau chaude (7) et en aval à une évacuation sanitaire (5). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 SYSTÈME DE RECUPERATION DE CHALEUR DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention concerne les systèmes de récupération d’énergie permettant à l’utilisateur d’un appareil chauffant de l’eau de récupérer automatiquement une partie de l’énergie utilisée pour la chauffer avant de jeter cette eau, en la récupérant notamment sous forme de chaleur. La présente invention vise à constituer un système compact de récupération d’énergie qui s’adapte sur l’évacuation d’eau existante d’un dispositif chauffant. TECHNIQUE ANTÉRIEURES On connaît des systèmes de récupération d’énergie d’une eau tempérée, notamment contenue dans de l’eau sous forme de calories. Le document CN110108144 décrit par exemple un système récupérant sous forme de chaleur l’énergie d’une eau chauffée destinée à être jetée. Ce système comporte une fosse creusée dans le sol et remplie d’eau, dans laquelle est immergée une extension de l’évacuation d’un dispositif chauffant de l’eau. Néanmoins, ce dispositif est particulièrement encombrant ce qui le rend difficilement adaptable sur de nombreuses installations existantes. De plus, il nécessite une extension de l’évacuation jusqu’à la fosse, et cette extension est prévue de manière à onduler dans la fosse pour maximiser la surface d’échange thermique. De plus, la chaleur transférée dans l’eau de la fosse est mise à profit uniquement pour un réchauffement direct de l’eau de la fosse, a priori pour un plancher chauffant. Par ailleurs, il n’y a pas d’échange thermique entre l’eau froide et l’eau chaude du même système, l’eau de la fosse n’étant pas réinjectée dans le circuit de distribution. Surtout, rien n’indique comment l’eau de la fosse est conservée à une température chauffée sans déperditions importante, considérant la taille de la fosse. Cette solution est donc encombrante et complexe à mettre en place, avec un rendement réduit. Les autres systèmes connus comportent généralement des moyens de chauffage naturels ou électroniques adjoints, tels que des panneaux à corps noirs ou photovoltaïques. L’invention a pour but de pallier au moins certains des inconvénients précités et de proposer un système de récupération d’énergie capable de cumuler des avantages de compacité, simplicité et efficacité pour sa mise en œuvre. Au vu de ce qui précède, l’invention a pour objet un système à circuit de distribution d’eau à récupération calorifique ayant au moins une distribution d’arrivée d’eau reliée à un point d’approvisionnement sanitaire en eau et configurée pour alimenter en eau un appareil à élément chauffant qui est configuré pour renvoyer une eau chauffée vers l’entrée d’un dispositif consommateur d’eau chaude ayant lui-même une évacuation d’eaux usées, ledit système comportant un module de transfert thermique ayant une chambre à eau tubulaire traversée par un tuyau droit qui est adapté pour être relié en amont à l’évacuation d’eaux usées du dispositif consommateur d’eau chaude et en aval d’une évacuation sanitaire. De préférence, le système comporte un élément mitigeur placé entre une sortie du module de transfert thermique et l’entrée du dispositif consommateur d’eau chaude. Par exemple, l’élément mitigeur comporte un robinet thermostatique. Avantageusement, l’appareil à élément chauffant est une chaudière à réservoir d’eau adaptée pour le chauffage de son réservoir d’eau grâce à son élément chauffant. Selon une forme de réalisation, le dispositif consommateur d’eau chaude est intégré à l’appareil à élément chauffant. Dans un mode de réalisation, le système comporte une pompe de relevage située entre une sortie du module de transfert thermique et l’entrée du dispositif consommateur d’eau chaude. Avantageusement, la chambre à eau tubulaire entoure la section tubulaire et forme un passage direct pour l’eau entre une entrée et une sortie de ladite chambre à eau tubulaire. Le système peut comprendre en outre un tuyau en serpentin qui est enroulé autour de la section tubulaire et forme un passage hélicoïdal pour l’eau entre une entrée de module et une sortie de module qui constituent respectivement l’entrée et la sortie de ladite chambre à eau tubulaire. De préférence, la chambre à eau tubulaire est revêtue intérieurement d’un revêtement calorifuge. L'invention concerne également un système dans lequel le tuyau droit est positionné en dessous du niveau de l’évacuation sanitaire et relié en son aval à celle-ci par un raccordement doublement coudé. L'invention sera mieux comprise à l'étude détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels: représente un système de récupération d’énergie et son circuit de distribution entre une entrée sanitaire et une évacuation d’eaux usées; représente une vue en coupe du module de transfert thermique selon un premier mode de réalisation; représente une vue en coupe du module de transfert thermique selon un deuxième mode de réalisation; représente l’implantation du module de transfert thermique par rapport à l’évacuation d’eaux usées du système. DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES Au vu de ce qui précède et en se référant à la Figure 1, l’invention a pour objet un système à circuit de distribution d’eau à récupération calorifique 1 comportant au moins une distribution d’arrivée d’eau froide générale 2,3 reliée à un point d’approvisionnement sanitaire en eau. Lorsqu’elle est raccordée au réseau d’eau sanitaire, la distribution d’arrivée d’eau 2,3 comprenant un assemblage de tuyaux et raccordements connus de l’homme du métier spécialiste de la conception de plomberie permet d’alimenter en eau le système 1 et notamment l’entrée 9a d’un appareil à élément chauffant 9. L’eau arrivant depuis la distribution d’arrivée d’eau 2,3 est généralement à une température froide, ou à une température proche de la température ambiante. L’appareil à élément chauffant 9 est configuré pour renvoyer à sa sortie 9b une eau chauffée vers l’entrée 7a d’un dispositif consommateur d’eau chaude 7 ayant lui-même une évacuation d’eaux usées 7b. Le dispositif consommateur d’eau chaude 7 est par exemple un lavabo de salle de bain, une baignoire, un évier de cuisine… L’appareil à élément chauffant 9, couramment utilisé dans les bâtiments, est par exemple une chaudière à réservoir d’eau, ou encore un chauffe-eau comprenant un ballon à thermostat prévu pour être rempli d’eau destinée à être chauffé par un élément chauffant électrique plongé dans le ballon. L’appareil 9 lorsqu’il est sous forme de chaudière, est donc un appareil généralement adapté pour le chauffage de son réservoir d’eau grâce à son élément chauffant. Selon une autre forme de réalisation, le dispositif consommateur d’eau chaude 7 est intégré à l’appareil à élément chauffant 9. Ainsi, le dispositif 7 est par exemple un sous-ensemble du circuit chaud d’un appareil ménager à élément chauffant 9, tel qu’une machine à laver, à essorer ou à lessiver, ayant bien un élément chauffant et une évacuation d’eaux usées potentiellement chauffées. Dans le cas d’une telle combinaison impliquant un appareil électroménager ayant des cycles de rejets d’eaux chaudes intermittents, on peut prévoir un couplage du présent système 1 à une électrovanne programmée pour laisser passer les eaux chaudes évacuées selon les cycles intermittents. Bien sûr, on peut prévoir de même d’adapter le système pour renvoyer de l’eau préalablement chauffée vers une entrée d’un autre ou du même appareil électroménager, pour diminuer son temps de cycle puisque ce temps est habituellement en partie consacré à la chauffe de l’eau chaude lui parvenant. Comme illustré par les Figures 2 et 3, le système 1 comporte en outre un module de transfert thermique 10 particulièrement compact. Le module 10 est par exemple réalisé en plastique comportant du type acrylonitrile butadiène styrène, choisi pour sa solidité, son étanchéité et sa résistance à la corrosion, ou comportant en outre du polystyrène. Celui-ci permet de transférer la température contenue dans les eaux usées arrivant à l’entrée 15 du module 10 et s’évacuant via le tuyau droit 16 jusqu’à l’évacuation 5, vers l’eau froide arrivant depuis la distribution d’arrivée d’eau 2,3. A à cet effet, le module de transfert thermique 10 particulier de l’invention comporte une chambre à eau tubulaire 18 traversée par un tuyau droit 16 formant un manchon conducteur d’eau étanche au travers du module 10. Le tuyau droit 16 est relié (ou adapté pour être relié) en son amont à l’évacuation d’eaux usées 7b du dispositif consommateur d’eau chaude 7 et en son aval à l’évacuation sanitaire 5. L’évacuation 7b est par exemple un tuyau en polychlorure de vinyle. Le module 10 est donc adaptable à un tuyau droit d’évacuation d’eau usé, notamment un tuyau standard. Le tuyau droit 16 est préférentiellement un tuyau en cuivre, ce matériau conduisant mieux la chaleur à l'eau propre qu’un tuyau plastique. Comme illustré par la Figure 4, le tuyau droit 16 est préférentiellement positionné en dessous du niveau de l’évacuation sanitaire 5. Ainsi, on s’assure que le tuyau droit 16 contient de l’eau pour augmenter la durée de l’opération de transfert thermique par laquelle l’eau dans le tuyau droit 16 chauffe l’eau en provenance de l’arrivée d’eau 2 entrant dans le module 10 par l’entrée de module 4. Le tuyau droit 16 est par exemple relié en son aval à celle-ci par un raccordement doublement coudé 13 qui permet d’atteindre de relier la sortie du module 10 à ladite évacuation 5 qui surplombe la sortie. Dans un premier mode de réalisation du module 10, la chambre à eau tubulaire 18 entoure le tuyau droit 16 et forme un passage direct pour l’eau entre une entrée de module 4 et une sortie de module 6 qui constituent respectivement l’entrée et la sortie de la chambre à eau tubulaire 18. La chambre 18 est alors remplie par cette eau froide entrante provenant de l’arrivée d’eau froide générale 2,3, comme illustré par la Figure 2. L'eau propre remplit donc la chambre 18 et entoure le tuyau droit 16. La chaleur est ainsi transférée efficacement, grâce à une surface de contact large et directe. Dans un deuxième mode de réalisation du module 10 illustré par la Figure 3, le système 1 peut comprendre en outre un tuyau en serpentin 21 entre l’entrée de module 4 et la sortie 6 de la chambre à eau tubulaire 18. Le serpentin 21 est enroulé autour de la section tubulaire 16. Il forme un passage hélicoïdal pour l’eau arrivant dans le module 10, entre l’entrée 4 et la sortie 6 de ladite chambre à eau tubulaire 18. Dans ce deuxième mode de réalisation, c’est donc bien la même eau qui circule dans la chambre 18 puis dans le système 1. Dans ce mode de réalisation, la chambre 18 est remplie par un liquide, par exemple de l’eau ou un fluide caloriporteur plus efficace tel qu’une solution eau-glycol, couramment utilisée dans les systèmes d'échange de chaleur pour mieux transférer la chaleur entre l'eau usagée et l'eau froide. L’échange thermique est fait à la fois entre le serpentin 21 et l’eau de la chambre 18, et entre le serpentin 21 et le tuyau droit 16. En particulier, les calories comprises dans l’eau chaude du tuyau droit 16 sont évacuées vers l’eau contenue dans le serpentin 21. Grâce au serpentin 21, on augmente la surface sur laquelle la chaleur peut être transférée à l'eau froide. En outre, dans les premier et deuxième modes de réalisation, la chambre à eau tubulaire 18 peut être revêtue intérieurement d’un revêtement calorifuge 19, qui permet de prolonger encore le transfert de chaleur. Le revêtement calorifuge 19 comporte par exemple une couverture en polystyrène. Il isole le module échangeur de chaleur 10, afin d'assurer que la totalité de la chaleur soit transférée de l'eau usagée à l'eau propre. Le système 1 peut comporter un élément mitigeur 11 placé entre une sortie 6 du module de transfert thermique 10 et l’entrée 7a du dispositif consommateur d’eau chaude 7. L’élément mitigeur permet de mélanger les eaux arrivant à différentes températures, et à en réguler les débits entrant pour avoir une eau de température moyenne en sortie. L’élément mitigeur 11 peut comporter en outre une soupape et/ou un robinet thermostatique permettant le réglage de la température souhaitée en sortie du mitigeur 11. Il maintient la température de l'eau sur une consigne pendant l'utilisation. C’est un composant classique, parfois semi-électronique, trouvé sur la plupart des douches et des robinets. Le robinet 11 peut être relié par son entrée à la sortie 9b du dispositif chauffant 9. Le système 1 peut comporter une pompe de relevage 8 située entre une sortie 6 du module de transfert thermique 10 et l’entrée 7a du dispositif consommateur d’eau chaude 7. La pompe 8 peut disposer de plusieurs entrées et sortie pour entrainer la circulation d’eau dans le circuit, notamment pour pomper l'eau froide des canalisations souterraines vers la chaudière et le mitigeur 11. Elle peut notamment recevoir en entrée une arrivée dédiée d’eau froide 3, l’eau tempérée issue du module 10, et renvoyer ladite eau tempérée vers l’entrée 9a du dispositif chauffant 9 et l’eau froide vers le mitigeur 11. On transfère par exemple la chaleur de l'eau usagée dans l’entrée 9a de la chaudière 9. On réalise ainsi un système 1 qui est à la fois compact et efficace en termes d’échanges thermiques, pour recycler l'énergie thermique des eaux usagées. Il permet en outre de conserver une réserve d’eau préchauffée pour l’injecter ou la réinjecter ultérieurement ou immédiatement. On évite ainsi le gaspillage d’énergie consacré à la chauffe de l’eau. Dans certains cas, on évite également le gaspillage d’eau non usagée car, pour obtenir de l’eau chaude ou tiède, on laisse parfois l’appareil 9 (douche, robinet…) s’écouler plusieurs minutes, le temps que les canalisations se vident de l’eau froide en amont dudit appareil 9. Ce système réduit donc l'énergie nécessaire pour chauffer l'eau à la température requise et, par conséquent, crée une économie d'énergie et d'argent. Système à circuit de distribution d’eau à récupération calorifique (1) comportant au moins une distribution d’arrivée d’eau (2,3) reliée à un point d’approvisionnement sanitaire en eau et configurée pour alimenter en eau un appareil à élément chauffant (9) qui est configuré pour renvoyer une eau chauffée vers l’entrée (7a) d’un dispositif consommateur d’eau chaude (7) ayant lui-même une évacuation d’eaux usées (7b), ledit système (1) étant caractérisé en ce qu’il comporte un module de transfert thermique (10) ayant une chambre à eau tubulaire (18) traversée par un tuyau droit (16) qui est adapté pour être relié en amont à l’évacuation d’eaux usées (7b) du dispositif consommateur d’eau chaude (7) et en aval à une évacuation sanitaire (5). Système (1) selon la revendication 1, comportant un élément mitigeur (11) placé entre une sortie (6) du module de transfert thermique (10) et l’entrée (7a) du dispositif consommateur d’eau chaude (7). Système (1) selon la revendication 2, dans lequel l’élément mitigeur (11) comporte un robinet thermostatique. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’appareil à élément chauffant (9) est une chaudière à réservoir d’eau adaptée pour le chauffage de son réservoir d’eau grâce à son élément chauffant. Système (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le dispositif consommateur d’eau chaude (7) est intégré à l’appareil à élément chauffant (9). Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant une pompe de relevage (8) située entre une sortie (6) du module de transfert thermique (10) et l’entrée (7a) du dispositif consommateur d’eau chaude (7). Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la chambre à eau tubulaire (18) entoure la section tubulaire (16) et forme un passage direct pour l’eau entre une entrée de module (4) et une sortie de module (6) qui constituent respectivement l’entrée et la sortie de ladite chambre à eau tubulaire (18). Système (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel un tuyau en serpentin (21) enroulé autour de la section tubulaire (16) forme un passage hélicoïdal pour l’eau entre une entrée (4) et une sortie (6) de ladite chambre à eau tubulaire (18). Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la chambre à eau tubulaire (18) est revêtue intérieurement d’un revêtement calorifuge (19). Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le tuyau droit (16) est positionné en dessous du niveau de l’évacuation sanitaire (5) et relié en son aval à celle-ci par un raccordement doublement coudé (13).