EP1828689A2 - Module de chauffage et de rafraichissement autonome - Google Patents

Module de chauffage et de rafraichissement autonome

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Publication number
EP1828689A2
EP1828689A2 EP05850536A EP05850536A EP1828689A2 EP 1828689 A2 EP1828689 A2 EP 1828689A2 EP 05850536 A EP05850536 A EP 05850536A EP 05850536 A EP05850536 A EP 05850536A EP 1828689 A2 EP1828689 A2 EP 1828689A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
heat
exchange surface
pipes
transfer fluid
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05850536A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Claude Da Rocha
Mehdi Ait-Ameur
Georges Le Noane
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Acome SCOP
Original Assignee
Acome SCOP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Acome SCOP filed Critical Acome SCOP
Publication of EP1828689A2 publication Critical patent/EP1828689A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0042—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater characterised by the application of thermo-electric units or the Peltier effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F24D11/0214—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system
    • F24D11/0221—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system combined with solar energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • F25B21/04—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect reversible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H2250/00—Electrical heat generating means
    • F24H2250/06—Peltier
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/02—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
    • F25B2321/025—Removal of heat
    • F25B2321/0252—Removal of heat by liquids or two-phase fluids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies

Definitions

  • the present invention relates to a system for heating and cooling a radiant surface, especially in a living space.
  • the invention relates to a heating and cooling system based on a module incorporating Peltier effect cells (PEC).
  • PEC Peltier effect cells
  • Peltier cells are known to be compact and static devices that can take calories from a cold source and return them to a hot source. Also behave like heat pumps.
  • One of the remarkable properties of the CEP is that it is sufficient to reverse the direction of the feed current of the latter to switch from cooling mode to heating mode, and vice versa. This property makes it possible to realize reversible applications.
  • Peltier effect devices as shown in FIG. 1, comprise, in known manner, one or more couples of semiconductors 21 through which a direct current flows in order to transfer heat from a cold junction which is in contact with a cold plate. 22, towards a hot junction which is in contact with a hot plate 23, thanks to the displacement of the electrons of the cold junction towards the hot junction.
  • the hot and cold plates are generally ceramic and form respectively the cold face and the hot face of the Peltier effect cell. Reversing the direction of the supply current causes a permutation of the hot and cold sides.
  • the second remarkable property of the CEP is that the temperature difference between the two cold and hot faces is strictly proportional to the direct current flowing through it.
  • the present invention aims to overcome the disadvantages of heat pumps advantageously using the thermal properties of the CEP.
  • the subject of the invention is a heating and cooling system capable of exchanging heat energy with a radiant surface, and comprising:
  • a first heat exchanger adapted to exchange heat energy with said radiant surface by means of a first heat transfer liquid
  • this system further comprising:
  • each of said cells having a face of a first so-called “cold” type and a face of a second so-called “hot” type, the plurality of said cold faces being in direct thermal contact with said surface; exchange, and the plurality of said hot faces being in direct thermal contact with first means of dissipation of the heat energy; and,
  • the exchange surface of the second heat exchanger is substantially flat, the second heat exchanger is a double flow heat exchanger, in the reverse direction of circulation,
  • the second heat exchanger has, facing each cold face of a Peltier effect cell, at least two pipes substantially parallel to said exchange surface of the second heat exchanger, the first heat transfer fluid circulating in said pipes in opposite directions,
  • the two ducts occupy symmetrical positions with respect to a plane of symmetry normal to the exchange surface portion of the second heat exchanger facing each cold face of a Peltier effect cell, what said exchange surface of the second heat exchanger has a substantially homogeneous temperature
  • the first circulation circuit comprises a first pump capable of circulating the first heat transfer fluid in a turbulent regime inside the pipes,
  • the power supply comprises an AC low-voltage power supply and means for rectifying said AC voltage in DC voltage, as well as dividing means for reducing the value of said DC voltage, and switching means for changing the direction of the current flowing through. the plurality of Peltier effect cells.
  • the first dissipation means comprise thermal fins in direct thermal contact with the hot faces of the Peltier effect cells.
  • the first dissipation means may also comprise air circulation means adapted to create an air flow for cooling the thermal fins.
  • the first dissipation means comprise a third heat exchanger for exchanging heat energy with the hot faces of the Peltier cells by means of a second heat transfer fluid, said third heat exchanger having a surface exchange in direct thermal contact with said hot faces, and said second heat transfer fluid flowing in a second circulation circuit comprising second dissipation means able to evacuate the heat energy of said second heat transfer fluid.
  • the exchange surface of the third heat exchanger is substantially planar, and the said third heat exchanger is a double flow heat exchanger, with an inverted circulation direction,
  • the third heat exchanger has, facing each hot face of a Peltier-effect cell, at least two pipes substantially parallel to said exchange surface of the third heat exchanger, the second heat transfer fluid flowing in said pipes in opposite directions,
  • the two pipes occupy positions symmetrical to one another with respect to a plane of symmetry normal to the exchange surface portion of the third heat exchanger facing each hot face of a Peltier effect cell, whereby said exchange surface of the third heat exchanger has a substantially homogeneous temperature
  • the second circulation circuit comprises a first pump adapted to circulate the second heat transfer fluid in a turbulent regime inside the pipes,
  • the second dissipation means comprise a tank of water buried underground
  • the cells with Peltier effect has an operational coefficient of performance higher than 1, this coefficient corresponding to the ratio of the thermal power restored to the sum of the absorbed thermal power and the electrical power supplied by the power supply.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an effect cell Peltier
  • FIG. 2 shows an embodiment of a supply of the cooling heating system according to the invention
  • FIG. 3a shows a schematic view of an element of a heat exchanger in direct thermal contact with a Peltier effect cell
  • FIG. 3b shows the principle of heat exchange between a plurality of Peltier effect cells and the heat transfer fluid therethrough.
  • a heat exchanger used in the system according to the invention Figure 4 shows a first embodiment of the heating and cooling system according to the invention
  • Figure 5 shows a second embodiment of the heating and cooling system according to the invention.
  • Figure 6 shows a third embodiment of the heating and cooling system according to the invention.
  • Figure 1 shows a block diagram of a Peltier effect cell and has already been commented in the preamble of the description.
  • Such cells have the advantage of being light, compact, not to make noise, to be easy to use and especially to be reversible by simply reversing the supply polarity.
  • the heating and cooling system proposes to use a plurality of Peltier effect cells for maximizing the exchange surface with a hydraulic circuit for heating or cooling a radiant surface, for example in a living space.
  • the invention is therefore based on a heating and cooling system which uses several CEPs with optimized efficiency thanks to adapted dimensioning of the heat exchangers, and thanks to an optimized supply of the CEP.
  • the power supply of the CEP is of the very low voltage type (TBT), rectified alternative (25 Hz), the heat exchangers are such that the surface temperature in contact with each CEP is homogeneous ( ⁇ T constant).
  • a CEP can be optimized by playing on the power exchanged, and its performance.
  • the use of a plurality of CEPs, as in the system according to the invention makes it possible to minimize heat exchange by CEP, the sum of these individual exchanges providing the desired overall exchange.
  • the determination of an adequate CEP is based on the search for its operating optimum, which corresponds to an operating point where the operational performance coefficient (COP) is greater than or equal to 1. If the power absorbed by a CEP by Qc is defined , and the electric power supplied by Pe, the restored power is then Qh, and is equal to Qc + Pe. The COP is then defined as the ratio Qc / Pe.
  • the optimum COP is obtained for a given current as a function of the temperature difference between the cold face and the hot face of the Peltier effect cell. It is thus noted the importance of the homogenization of the temperature at the heat exchanger.
  • the given current determines a supply voltage and electric power Pe to be provided for each Peltier cell.
  • FIG 2 shows an embodiment of the feeding Peltier cells.
  • CEPs are normally powered by a DC voltage.
  • the major disadvantage of a continuous supply is its size and cost. Depending on the Peltier cell type, this voltage can reach 24 Vdc (continuous).
  • the system according to the invention operating from several CEPs requires a high power.
  • the power supply shown in Figure 2 allows a rectified low voltage supply.
  • Figure 2 shows an electrical rectifying diagram of an AC power supply 250 230V.
  • a potentiometer 255 makes it possible to lower the AC voltage 250 to the desired value, in the example of FIG. 2, to a value of 48 V AC measured at reference 262.
  • a bridge of Graetz 260 makes it possible to transform the lowered AC voltage 262 into a positive rectified AC voltage 265.
  • This voltage measured at reference 265 therefore corresponds to a rectified AC low-voltage supply value which makes it possible to supply the system according to the invention 270.
  • Regulation of the system can advantageously be provided by a thermostat acting on the value
  • the optimization of the COP can be obtained thanks to a particular dimensioning of the heat exchangers which make it possible to have a homogeneous temperature on the whole of the surface of exchange with the CEP.
  • the heat exchangers chosen are heat exchangers using a coolant, such as water for example, and are designed in double flow with an inverted circulation direction. This makes it possible to average the temperature of the heat transfer fluid, and consequently to average the temperature of the surface in contact with each Peltier element.
  • FIG. 3a shows an elementary pattern of such an exchanger. It consists of a double pipe 100 and 105 inside which the coolant circulates in opposite directions as can be seen on the arrows of Figure 3a. These two pipes are contained in a plane support 114, which itself is inserted between two layers of heat-conducting material 110 and 112. Given the reversed circulation direction of the coolant, the outer surface 115 of the layer 112 of conductive material has a substantially uniform temperature. This surface 115, substantially flat, is intended to come into direct thermal contact with the hot face or the cold face of a Peltier effect cell.
  • the optimized exchanger comprises as many elementary patterns as that shown in FIG. 3a, as opposed to the same type of Peltier effect cells.
  • the two pipes 100 and 105 are substantially parallel to the exchange surface 115 of the heat exchanger.
  • the two pipes may have an angle relative to each other, but may also in a simplified embodiment be parallel to each other as in the example of Figure 3a. Dual circulation also reduces the diameter of the pipes necessary for the exchange, which allows for a more compact heat exchanger.
  • the two pipes of the exchanger are dimensioned so that the fluid is in turbulent regime, by acting on the roughness of the internal wall of the pipes, as well as their internal diameter.
  • the exchange surface 115 presents, facing each face of the same type of a Peltier effect cell, a substantially homogeneous temperature.
  • the exchanger is made from a repetition of the elementary pattern of Figure 3a as in the example of Figure 3b.
  • 8 Peltier cells numbered 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322 and 324, have been shown.
  • the CEPs are arranged to present the faces of the same type with regard to the optimized exchanger.
  • Peltier effect cell 310 and these facing pipes are symmetrical with the cell 324 and these pipes, with respect to center of the pattern consisting of the eight Peltier effect cells.
  • the same observation can be made between the Peltier effect cells 314 and 320, and the Peltier effect cells 312 and 322 as well as the cells 316 and 318.
  • This arrangement can be generalized to larger exchangers than the example of FIG. 3b, respecting on the one hand the local symmetry for the surface portion of exchangers facing each Peltier effect cell (the example of FIG. Figure 3a), as well as the preservation of a certain overall symmetry as in the case of Figure 3b.
  • the pipes 300 and 305 are optionally connected (not shown in Figure 3b).
  • the power supply 302 corresponds to the power supply described above, that is to say a very low rectified AC voltage supply.
  • this power supply is adapted to be switched in order to change the direction of the current flowing through the plurality of Peltier effect cells, and thus to reverse the operation of the CEP, which makes it possible to switch the system according to the invention of the heating function to the cooling function, and vice versa.
  • the power supply may also include adjustment means, such as a thermostat, to play on the electrical power supplied by CEP, and thus vary the power of the system according to the invention and maintain a higher COP e 1.
  • the plurality of Peltier cells is serially connected to each other, as in the example of Figure 3b.
  • this embodiment may have the drawback of making the entire system unavailable when for one reason or another a link between two Peltier effect cells is interrupted.
  • the connections are made such that a plurality of a small number of Peltier cells are connected in parallel to the cell. supply 302, this reduced number including some CEP, for example from 2 to 4, connected in series with each other.
  • FIGS. 4 to 6 show various embodiments of a heating and cooling system for exchanging heat energy with a radiant surface, in this case included in a living space that incorporates a plurality of CEPs according to the invention. This is the floor of the living room.
  • the same numbers designate the same elements.
  • FIG. 4 presents a first embodiment of a heating and cooling system according to the invention.
  • the living space 10 exchanges heat energy with the outside environment.
  • Surface 11 the floor
  • a first heat exchanger 20 is available.
  • it is a heat exchanger heat transfer liquid and inserted into the ground under the surface 11 of the living space 10 in the form of a pipe 350 having a serpentine shape so to maximize the exchange surface.
  • Other types of heat transfer fluid exchangers can also be envisaged.
  • the heat transfer fluid circulates inside the pipe of the heat exchanger 20 and heat energy is exchanged with the surface 11 and thus with the living space 10.
  • the heat transfer fluid then circulates in a circulation circuit 35 comprising a pump 36 adapted to circulate this heat transfer fluid between the first heat exchanger 20 and a second heat exchanger 30 which corresponds to the optimized exchanger described above.
  • This second heat exchanger has a substantially flat exchange surface 32 and therefore corresponds to a double flow heat exchanger, in the reverse direction of circulation.
  • a plurality of Peltier cells (numbered 250 to 254 in Figure 4) are powered by a supply voltage 60 (as previously described). Their entire face of a first type, called cold face in the following description, is in direct thermal contact with the exchange surface of the second heat exchanger 30.
  • the arrangement of the heat exchanger 30 and CEP 250 to 254 correspond to the optimized arrangement previously described in FIG. 3b.
  • the system according to the invention is in a configuration of Refreshing and power supply 60 Peltier effect cells is such that the cold faces of the plurality of the CEP extract a cold power PF to the exchange surface 32 of the heat exchanger 30.
  • the plurality of said hot faces of the CEP is in contact with means for dissipating the heat energy exchanged by these hot faces. Indeed, in the example of the refresh configuration of the system according to the invention, all the hot faces of the CEP exchange a power Pc that should be dissipated.
  • these dissipation means comprise thermal fins in direct thermal contact with the hot faces of the CEP, these heat fins forming a dissipator.
  • these dissipation means may also comprise air circulation means such as one or more fans 59 which are adapted to create an air flow for cooling the heat fins 57 of the dissipator.
  • the heat fins of the dissipator and / or the air circulation means constitute an air exchanger in direct thermal contact with the hot faces of the CEP.
  • FIG. 5 shows a second embodiment of the cooling heating system according to the invention.
  • This system is identical to the system of FIG. 4, only the means for dissipating the heat energy exchanged by the hot faces of the plurality of CEPs are different.
  • a third heat exchanger 70 has, facing each hot face of a Peltier-effect cell, a substantially flat exchange surface 72, and at least two pipes substantially parallel to this exchange surface, and inside. from which flows a second heat transfer fluid in opposite directions.
  • This heat exchanger 70 has exactly the same configuration as the heat exchanger 30, it is optimized to present an identical average temperature over its entire exchange surface 72 with all the hot faces of the plurality of the CEP .
  • a circulation circuit 75 and a pump 76 make it possible to circulate the second heat-transfer fluid, such as water, inside the exchanger 70, and to additional dissipation means, such as a reservoir. of water 80 buried on earth.
  • the two heat exchangers 70 and 30 thus have configurations similar optimized ones that allow improved heat exchange with respectively the set of hot faces and cold faces of the plurality of CEP.
  • FIG. 6 shows the installation shown in FIG. 5 and completes it with a second system according to the invention, only in heating mode in order to make it possible to heat the sanitary water of the tank 210.
  • Part of the calories transmitted to the tank 80 by the first heating and cooling system according to the invention is sent by the pump 76 and the circulation circuit 75 to a heat exchanger 90.
  • the latter has an exchange surface 92 in direct thermal contact with a plurality of CEP numbered 250 253 in the example of Figure 6 and their corresponding cold face.
  • a thermal power PF is drawn off to the coolant passing through the exchanger 90 by all the cold faces of the plurality of the CEP.
  • a thermal power Pc is exchanged with all the hot faces of the plurality of the CEP and the exchange surface 232 of a new exchanger 230
  • This new heat exchanger 230 is exchanged by means of a coolant circulating in another circulation circuit 205 by means of a pump 206 with the hot water tank 210.
  • Two switches 242 and 240 respectively, allow the first and second the second system according to the invention as needed.
  • photovoltaic panels, or solar panels 222 serve as the power source for the switch and the plurality of Peltier effect cells.
  • Other solar panels 220 can also complete the heating of the tank 210 by means of a circulation circuit 215 and a pump 216.
  • the pumps 36, 76 and 206 used for the circulation of the different heat transfer fluids respectively in the circulation circuits 35, 75 and 205 and in the pipes of the various heat exchangers of the system according to the invention are also dimensioned sufficiently to allow turbulent circulation of the heat transfer fluid.
  • the heating and cooling system according to the invention has many advantages including being quiet, compact, reliable thanks to the plurality of parallel-mounted CEPs, and lower cost. They also have the advantage of being flexible and offer faster response than the known system.

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Abstract

L'invention propose un système de chauffage et de rafraîchissement apte à échanger de l'énergie calorifique avec une surface radiante (11), et comprenant un premier échangeur thermique (20, 350) adapté pour échanger de l'énergie calorifique avec ledit local au moyen d'un premier liquide caloporteur, un second échangeur thermique (30) présentant au moins une surface d'échange (32), un premier circuit de circulation (35) dudit fluide caloporteur entre ledit premier échangeur thermique et ledit second échangeur thermique, et comprenant par ailleurs une pluralité de cellules à effet Peltier (250, 251 , 252, 253, 254), chacune desdites cellule présentant une face d'un premier type dit « froid » et une face d'un second type dit « chaud », la pluralité desdites faces froides étant en contact thermique direct avec ladite surface d'échange, et la pluralité desdites faces chaudes étant en contact thermique direct avec des premiers moyens de dissipations (70, 57) de l'énergie calorifique ; et, une alimentation électrique (60) de ladite pluralité de cellules à effet Peltier.

Description

MODULE DE CHAUFFAGE ET DE RAFRAICHISSEMENT AUTONOME
La présente invention se rapporte à un système de chauffage et de rafraîchissement d'une surface radiante, notamment dans un local d'habitation.
Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un système de chauffage et de rafraîchissement basé sur un module intégrant des cellules à effet Peltier (CEP).
Aujourd'hui, les pompes à chaleur sont en plein essor en raison de leurs avantages énergétique et environnementaux. Ces systèmes basés sur la récupération de l'énergie de l'air, de l'eau ou du sol, présentent tout de même l'inconvénient d'émettre encore des polluants comme le CO2, même si cette émission est moindre que celle occasionnée par une installation chaudière traditionnelle. La solution la plus communément rencontrée aujourd'hui est la géothermie. Cependant, l'installation des capteurs nécessaires à ce type de pompe à chaleur demande un terrassement important qui en fait une installation lourde. De plus, la présence d'un compresseur est une source de bruit non négligeable et qui nécessite un entretien annuel.
Les cellules à effet Peltier sont connues pour être des dispositifs compacts et statiques capables de prendre des calories à une source froide pour les restituer à une source chaude. Aussi se comportent-elles comme des pompes à chaleur. Une des propriétés remarquables des CEP est qu'il suffit d'inverser le sens du courant d'alimentation de ces dernières pour passer du mode refroidissement au mode chauffage, et inversement. Cette propriété permet de réaliser des applications réversibles.
Les dispositifs à effet Peltier, comme représentés à la figure 1 , comportent de manière connue un ou plusieurs couples de semi-conducteurs 21 traversés par un courant continu de manière à transférer de la chaleur depuis une jonction froide qui est en contact avec une plaque froide 22, vers une jonction chaude qui est en contact avec une plaque chaude 23, grâce au déplacement des électrons de la jonction froide vers la jonction chaude. Les plaques froides et chaudes sont généralement en céramique et forment respectivement la face froide et la face chaude de la cellule à effet Peltier. L'inversion du sens du courant d'alimentation entraîne une permutation de la face chaude et de la face froide. La seconde propriété remarquable des CEP est que la différence de température entre les deux faces froide et chaude est strictement proportionnelle au courant continu qui la traverse.
La présente invention a pour but de palier les inconvénients des pompes à chaleur en utilisant avantageusement les propriétés thermiques des CEP.
A cet effet, l'invention a pour objet un système de chauffage et de rafraîchissement apte à échanger de l'énergie calorifique avec une surface radiante, et comprenant :
- un premier échangeur thermique adapté pour échanger de l'énergie calorifique avec ladite surface radiante au moyen d'un premier liquide caloporteur,
- un second échangeur thermique présentant au moins une surface d'échange,
- un premier circuit de circulation dudit fluide caloporteur entre ledit premier échangeur thermique et ledit second échangeur thermique, ce système comprenant par ailleurs :
- une pluralité de cellules à effet Peltier, chacune desdites cellules présentant une face d'un premier type dit « froid » et une face d'un second type dit « chaud », la pluralité desdites faces froides étant en contact thermique direct avec ladite surface d'échange, et la pluralité desdites faces chaudes étant en contact thermique direct avec des premiers moyens de dissipations de l'énergie calorifique ; et,
- une alimentation électrique de ladite pluralité de cellules à effet Peltier.
Grâce à ces dispositions, on obtient une unité de chauffage et de rafraîchissement autonome, peu encombrante et par ailleurs silencieuse. Pour mettre en service ce système, il suffit par ailleurs de le raccorder à une source de courant électrique.
Dans des formes de réalisations préférées de l'invention, on a recours, en outre, à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
- la surface d'échange du second échangeur thermique est sensiblement plane, - le second échangeur thermique est un échangeur à double flux, à sens de circulation inversé,
- le second échangeur thermique présente en regard de chaque face froide d'une cellule à effet Peltier au moins deux canalisations sensiblement parallèles à ladite surface d'échange du second échangeur thermique, le premier fluide caloporteur circulant dans lesdites canalisations dans des sens opposés,
- les deux canalisations occupent des positions symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan de symétrie normal à la portion de surface d'échange du second échangeur thermique en regard de chaque face froide d'une cellule à effet Peltier, moyennant quoi ladite surface d'échange du second échangeur thermique présente une température sensiblement homogène,
- le premier circuit de circulation comprend une première pompe apte à faire circuler le premier fluide caloporteur dans un régime turbulent à l'intérieur des canalisations,
- l'alimentation électrique comprend une alimentation basse tension alternative et des moyens de redressement de ladite tension alternative en tension continue, ainsi que des moyens diviseurs pour réduire la valeur de ladite tension continue, et des moyens de commutation pour changer la direction du courant traversant la pluralité des cellules à effet Peltier.
- les premiers moyens de dissipation comprennent des ailettes thermiques en contact thermique direct avec les faces chaudes des cellules à effet Peltier.
- les premiers moyens de dissipation peuvent également comprendre des moyens de circulation d'air adaptés à créer une circulation d'air pour refroidir les ailettes thermiques.
Dans un autre mode de réalisation, les premiers moyens de dissipation comprennent un troisième échangeur thermique destiné à échanger de l'énergie calorifique avec les faces chaudes des cellules à effet Peltier au moyen d'un second fluide caloporteur, ledit troisième échangeur thermique présentant une surface d'échange en contact thermique direct avec lesdites faces chaudes, et ledit second fluide caloporteur circulant dans un second circuit de circulation comprenant des seconds moyens de dissipation aptes à évacuer l'énergie calorifiques dudit second fluide caloporteur.
Dans des formes de réalisations préférées de l'invention, on a également recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
- la surface d'échange du troisième échangeur thermique est sensiblement plane, et ledit troisième échangeur thermique est un échangeur à double flux, à sens de circulation inversé,
- le troisième échangeur thermique présente en regard de chaque face chaude d'une cellule à effet Peltier au moins deux canalisations sensiblement parallèles à ladite surface d'échange du troisième échangeur thermique, le second fluide caloporteur circulant dans lesdites canalisations dans des sens opposés,
- les deux canalisations occupent des positions symétriques l'une de l'autre par rapport à un pian de symétrie normal à la portion surface d'échange du troisième échangeur thermique en regard de chaque face chaude d'une cellule à effet Peltier, moyennant quoi ladite surface d'échange du troisième échangeur thermique présente une température sensiblement homogène,
- le second circuit de circulation comprend une première pompe adaptée pour faire circuler le second fluide caloporteur dans un régime turbulent à l'intérieur des canalisations,
- les seconds moyens de dissipation comprennent un réservoir d'eau enterrée sous terre,
- les cellules à effet Peltier présente un coefficient opérationnel de performance supérieur à 1 , ce coefficient correspondant au rapport de la puissance thermique restituée à la somme de la puissance thermique absorbée et de la puissance électrique fournie par l'alimentation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 présente une vue schématique d'une cellule à effet Peltier, la figure 2 présente un mode de réalisation d'une alimentation du système de chauffage de rafraîchissement selon l'invention, la figure 3a présente une vue schématique d'un élément d'un échangeur thermique en contact thermique direct avec une cellule à effet Peltier, la figure 3b présente le principe d'échange thermique entre une pluralité de cellules à effet Peltier et le fluide caloporteur traversant un échangeur thermique utilisé dans le système selon l'invention, la figure 4 présente un premier mode de réalisation du système de chauffage et de rafraîchissement selon l'invention, la figure 5 présente un deuxième mode de réalisation du système de chauffage et de rafraîchissement selon l'invention, et la figure 6 présente un troisième mode de réalisation du système de chauffage et de rafraîchissement selon l'invention.
La figure 1 présente un schéma de principe d'une cellule à effet Peltier et a déjà été commentée dans le préambule de la description. De telles cellules présentent l'avantage d'être légères, peu encombrantes, de ne pas faire de bruit, d'être simples d'utilisation et surtout d'être réversibles par simple inversion de la polarité d'alimentation.
Si l'utilisation d'une seule cellule à effet Peltier ne permet pas d'obtenir un rendement suffisant lorsqu'elle est utilisée dans une système de chauffage et de rafraîchissement, le système de chauffage et de rafraîchissement selon l'invention propose d'utiliser une pluralité de cellules à effet Peltier afin de maximiser la surface d'échange avec un circuit hydraulique de chauffage ou de rafraîchissement d'une surface radiante, comme par exemple dans un local d'habitation. L'invention repose donc sur un système de chauffage et de rafraîchissement qui utilise plusieurs CEP au rendement optimisé grâce à un dimensionnement adapté des échangeurs thermiques, et grâce à une alimentation optimisée des CEP. En effet, comme expliqué ci- après : l'alimentation des CEP est du type très basse tension (TBT), alternative redressée (25 Hz), les échangeurs thermiques sont tels que la température de surface en contact avec chaque CEP est homogène (ΔT constant).
En effet, une CEP peut être optimisée en jouant sur la puissance échangée, et son rendement. L'utilisation d'une pluralité de CEP, comme dans le système selon l'invention, permet de minimiser l'échange thermique par CEP, la somme de ces échanges individuels fournissant l'échange global recherché. La détermination d'une CEP adéquate passe par la recherche de son optimum de fonctionnement qui correspond à un point de fonctionnement où le coefficient opérationnel de performance (COP) est supérieur ou égal à 1. Si on définit la puissance absorbée par une CEP par Qc, et la puissance électrique fournie par Pe, la puissance restituée est alors Qh, et est égale à Qc+Pe. Le COP est alors défini comme le rapport Qc/Pe. Le COP optimum est obtenu pour un courant donné en fonction de la différence de température entre la face froide et la face chaude de la cellule à effet Peltier. On remarque ainsi l'importance de l'homogénéisation de la température au niveau de l'échangeur thermique. Le courant donné détermine alors une tension d'alimentation et une puissance électrique Pe à fournir pour chaque cellule à effet Peltier.
La figure 2 présente un mode de réalisation de l'alimentation des cellules à effet Peltier. Les CEP sont normalement alimentées par une tension continue. Cependant, l'inconvénient majeur d'une alimentation continue est son encombrement et son coût. En fonction du type de cellule Peltier, cette tension peut atteindre 24 Vdc (continu). Le système selon l'invention fonctionnant à partir de plusieurs CEP nécessite une forte puissance. A cet effet, l'alimentation présentée à la figure 2 permet une alimentation très basse tension redressée. La figure 2 présente un schéma électrique de redressement d'une alimentation alternative 250 de 230V. Un potentiomètre 255 permet d'abaisser la tension alternative 250 à la valeur désirée, dans l'exemple de la figure 2 à une valeur de 48 V alternative mesurée au repère 262. Un pont de Graetz 260 permet de transformer la tension alternative abaissée 262 en une tension alternative redressée positive 265. Cette tension mesurée au repère 265 correspond donc à une valeur d'alimentation très basse tension alternative redressée qui permet d'alimenter le système selon l'invention 270. La régulation du système peut avantageusement être assurée par un thermostat agissant sur la valeur de la tension d'alimentation 265 ou 262.
Afin d'optimiser le COP, il convient de s'assurer également que le ΔT (écart de température entre la face chaude et la face froide d'une CEP) soit le même pour chaque CEP. C'est pourquoi il est important d'une part d'optimiser la conception des échangeurs au niveau de chaque contact avec les faces des CEP, et d'autre part d'optimiser l'arrangement géométrique des Peltiers dans le système selon l'invention.
L'optimisation du COP peut être obtenue grâce à un dimensionnement particulier des échangeurs thermiques qui permettent de disposer d'une température homogène sur l'ensemble de la surface d'échange avec les CEP. Les échangeurs thermiques choisis sont des échangeurs utilisant un fluide caloporteur, comme l'eau par exemple, et sont conçus en double flux avec un sens de circulation inversé. Ceci permet de moyenner la température du fluide caloporteur, et par conséquent de moyenner la température de la surface en contact avec chaque élément Peltier.
La figure 3a présente un motif élémentaire d'un tel échangeur. Il est constitué d'une double canalisation 100 et 105 à l'intérieur desquelles circulent le fluide caloporteur dans des directions opposées comme on peut le constater sur les flèches de la figure 3a. Ces deux canalisations sont contenues dans un support plan 114, qui lui-même est inséré entre deux couches de matériau conducteur de la chaleur 110 et 112. Compte tenu du sens de circulation inversé du fluide caloporteur, la surface extérieure 115 de la couche 112 de matériau conducteur présente une température sensiblement uniforme. Cette surface 115, sensiblement plane, est destinée à entrer en contact thermique direct avec la face chaude ou la face froide d'une cellule à effet Peltier. L'échangeur optimisé comprend autant de motifs élémentaires comme celui présenté à la figure 3a, que de face d'un même type de cellules à effet Peltier. Pour chaque motif élémentaire, les deux canalisations 100 et 105 sont sensiblement parallèles à la surface d'échange 115 de l'échangeur thermique. Afin d'obtenir une température homogène sur la surface d'échange 115, il est important que les deux canalisations 100 et 105 occupent des positions symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan de symétrie normal à cette surface d'échange 115. En effet, cette symétrie des deux canalisations par rapport à la surface d'échange 115 assure que en moyenne la température de la surface 115 soit sensiblement homogène. Les deux canalisations peuvent présenter un angle l'une par rapport à l'autre, mais peuvent également dans un mode de réalisation simplifié être parallèle l'une de l'autre comme dans l'exemple de la figure 3a. La double circulation permet également de réduire le diamètre des canalisations nécessaires pour l'échange, ce qui permet de réaliser un échangeur thermique plus compact.
Afin de maximiser l'échange thermique, les deux canalisations de l'échangeur sont dimensionnées de manière à ce que le fluide soit en régime turbulent, en jouant sur la rugosité de la paroi interne des canalisations, ainsi que leur diamètre interne.
Ainsi, la surface d'échange 115 présente en regard de chaque face d'un même type d'une cellule à effet Peltier une température sensiblement homogène. Afin de généraliser ce résultat à l'ensemble de l'échangeur, l'échangeur est réalisé à partir d'une répétition du motif élémentaire de la figure 3a comme dans l'exemple de la figure 3b. Dans cet exemple, 8 cellules à effet Peltier, numérotées 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322 et 324, ont été représentées. Les CEP sont agencées afin de présenter les faces d'un même type au regard de l'échangeur optimisé. Deux canalisations, 300 et 305 d'un échangeur thermique dont la surface d'échange est en contact thermique direct avec les faces de même type des CEP, (seules les canalisations de l'échangeur ont été représentées) permettent au fluide caloporteur de circuler en regard de l'ensemble des CEP dans deux directions 330 et 335 opposées. On peut constater sur cet exemple de la figure 3b que la condition de symétrie est remplie en regard de chaque CEP. En effet, face aux cellules à effet Peltier 314, 318, 316 et 320, les canalisations de circulation du fluide caloporteur sont parallèles. En ce qui concerne les cellules à effet Peltier 310, 312, 322 et 324 (ici de forme carrée), on peut constater qu'un plan normal à leur surface, et passant par l'une de leur diagonal, constitue un plan de symétrie pour les portions de canalisation 300 et 305 en regard de chaque CEP. Compte tenu du caractère sensiblement plan des faces des CEP, et de la surface d'échange de l'échangeur thermique, ce plan de symétrie est également normal à la surface d'échange de l'échangeur thermique, la condition énoncée précédemment est donc vérifiée.
Une possibilité supplémentaire pour optimiser l'échange avec les cellules à effet Peltier consiste à assurer une certaine symétrie dans la conception de l'échangeur thermique comme on peut le constater à la figure 3b. En effet, la cellule à effet Peltier 310 ainsi que ces canalisations en regard sont symétriques de la cellule 324 et de ces canalisations, par rapport au centre du motif constitué par les huit cellules à effet Peltier. La même constatation peut être faite entre les cellules à effet Peltier 314 et 320, et les cellules à effet Peltier 312 et 322 ainsi que les cellules 316 et 318.
On peut généraliser cet agencement à des échangeurs plus grands que l'exemple de la figure 3b, en respectant d'une part la symétrie locale pour la portion de surface d'échangeurs en regard de chaque cellule à effet Peltier (l'exemple de la figure 3a), ainsi que la conservation d'une certaine symétrie d'ensemble comme dans le cas de la figure 3b. Afin d'assurer la circulation inversée de l'échangeur, les canalisations 300 et 305 sont éventuellement reliées (non représentées à la figure 3b).
L'alimentation électrique 302 correspond à l'alimentation décrite précédemment, c'est-à-dire une alimentation très basse tension alternative redressée. Dans un mode de réalisation préférée, cette alimentation est adaptée pour être commutée afin de changer la direction du courant traversant la pluralité des cellules à effets Peltiers, et ainsi inverser le fonctionnement des CEP, ce qui permet de commuter le système selon l'invention de la fonction chauffage à la fonction rafraîchissement, et réciproquement . L'alimentation peut également comprendre des moyens de réglage, comme un thermostat, afin de jouer sur la puissance électrique fournie Pe par CEP, et faire varier ainsi la puissance du système selon l'invention et de maintenir un COP supérieur e 1.
Dans un mode préféré de réalisation, la pluralité des cellules à effet Peltier est assemblée en série l'une par rapport à l'autre, comme dans l'exemple de la figure 3b. Cependant, ce mode de réalisation peut présenter l'inconvénient de rendre l'ensemble du système indisponible lorsque que pour une raison ou une autre une liaison entre deux cellules à effet Peltier est interrompue. Dans un mode de réalisation préféré, et afin de sécuriser le fonctionnement de la pluralité des cellules à effet Peltiers, les connections sont réalisées de telle sorte qu'une pluralité d'un nombre réduit de cellules à effet Peltier est connectée en parallèle à l'alimentation 302, ce nombre réduit regroupant quelques CEP, par exemple de 2 à 4, reliées en série entre elles. Ainsi, si une des liaisons en série devient défectueuse, seul le nombre réduit de CEP reliées sur cette liaison ne participe plus à l'échange, le reste des CEP continuant ainsi à fonctionner toujours associées à la régulation de tension et assurent un COP supérieur à 1.
Les figures 4 à 6 présentent différents modes de réalisation d'un système de chauffage et de rafraîchissement destinés à échanger de l'énergie calorifique avec une surface radiante, en l'occurrence comprise dans un local d'habitation qui incorpore une pluralité de CEP selon l'invention. Il s'agit dans cet exemple du plancher du local d'habitation. Pour l'ensemble de ces trois figures, les mêmes nombres désignent les mêmes éléments.
La figure 4 présente un premier mode de réalisation d'un système de chauffage et de rafraîchissement selon l'invention. Le local d'habitation 10 échange de l'énergie calorifique avec le milieu extérieur. La surface 11 (le plancher) reçoit cette chaleur et constitue donc une surface radiante. Afin de régler la température de ce local d'habitation 10, un premier échangeur thermique 20 est disponible. Dans l'exemple de la figure 4, il s'agit d'un échangeur thermique à liquide caloporteur et inséré dans le sol sous la surface 11 du local d'habitation 10 sous la forme d'une canalisation 350 présentant une forme de serpentin afin de maximiser la surface d'échange. D'autres types d'échangeurs à fluides caloporteurs peuvent également être envisagés. Le fluide caloporteur circule à l'intérieur de la canalisation de l'échangeur thermique 20 et échange de l'énergie calorifique avec la surface 11 et donc avec le local d'habitation 10. Le fluide caloporteur circule alors dans une circuit de circulation 35 comprenant une pompe 36 apte à faire circuler ce fluide caloporteur entre le premier échangeur thermique 20 et un second échangeur thermique 30 qui correspond à l'échangeur optimisé décrit précédemment. Ce second échangeur thermique présente une surface d'échange 32 sensiblement plane et correspond donc à un échangeur à double flux, à sens de circulation inversé. Une pluralité de cellules à effet Peltier (numérotées 250 à 254 à la figure 4) est alimentée par une tension électrique d'alimentation 60 (comme décrit précédemment). L'ensemble de leur face d'un premier type, appelée face froide dans la suite de l'exposé, est en contact thermique direct avec la surface d'échange du second échangeur thermique 30. L'agencement de l'échangeur thermique 30 ainsi que de la pluralité CEP 250 à 254 correspondent à l'agencement optimisé décrit précédemment à la figure 3b. Dans l'exemple de Ia figure 4, le système selon l'invention est dans une configuration de rafraîchissement et l'alimentation électrique 60 des cellules à effet Peltier est telle que les faces froides de la pluralité des CEP extraient une puissance froide PF à la surface d'échange 32 de l'échangeur thermique 30.
La pluralité desdites faces chaudes des CEP est en contact avec des moyens de dissipation de l'énergie calorifique échangée par ces faces chaudes. En effet, dans l'exemple de la configuration rafraîchissement du système selon l'invention, l'ensemble des faces chaudes des CEP échangent une puissance Pc qu'il convient de dissiper. Dans le mode de réalisation de la figure 4, ces moyens de dissipations comprennent des ailettes thermiques en contact thermique direct avec les faces chaudes des CEP, ces ailettes thermiques formant un dissipateur. Dans un autre mode de réalisation, ces moyens de dissipations peuvent également comprendre des moyens de circulation d'air comme un ou plusieurs ventilateurs 59 qui sont adaptés pour créer une circulation d'air pour refroidir les ailettes thermiques 57 du dissipateur. Les ailettes thermiques du dissipateur et/ou les moyens de circulation d'air constituent un échangeur à air en contact thermique direct avec les faces chaudes des CEP.
La figure 5 présente un second mode de réalisation du système de chauffage de rafraîchissement selon l'invention. Ce système est identique au système de la figure 4, seul les moyens de dissipation de l'énergie calorifique échangée par les faces chaudes de la pluralité de CEP sont différents. En effet, un troisième échangeur thermique 70 présente en regard de chaque face chaude d'une cellule à effet Peltier une surface d'échange 72 sensiblement plane, et au moins deux canalisations sensiblement parallèle à cette surface d'échange, et à l'intérieur desquelles circule un second fluide caloporteur dans des sens opposés. Cet échangeur thermique 70 présente exactement la même configuration que l'échangeur thermique 30, il est donc optimisé afin de présenter une température moyenne identique sur l'ensemble de sa surface d'échange 72 avec l'ensemble des faces chaude de la pluralité des CEP. Un circuit de circulation 75 ainsi qu'une pompe 76 permettent de mettre en circulation le second fluide caloporteur, comme par exemple de l'eau, à l'intérieur de l'échangeur 70, et vers des moyens de dissipation supplémentaires, comme un réservoir d'eau 80 enterré sur terre. Les deux échangeurs thermiques 70 et 30 présentent donc des configurations optimisées semblables qui permettent un échange thermique amélioré avec respectivement l'ensemble des faces chaudes et des faces froides de la pluralité de CEP.
La figure 6 reprend l'installation présentée à la figure 5 et la complète avec un second système selon l'invention, uniquement en mode chauffage afin de permettre de chauffer l'eau sanitaire du réservoir 210. Une partie des calories transmises au réservoir 80 par le premier système de chauffage et de rafraîchissement selon l'invention est envoyé par la pompe 76 et le circuit de circulation 75 vers un échangeur thermique 90. Ce dernier présente une surface d'échange 92 en contact thermique direct avec une pluralité de CEP numérotées 250 à 253 sur l'exemple de la figure 6 et leur face froide correspondante. Une puissance thermique PF est soutirée au fluide caloporteur traversant l'échangeur 90 par l'ensemble des faces froides de la pluralité des CEP. A partir de l'alimentation très basse tension 61 alimentant la pluralité des CEP 250 à 253, une puissance thermique Pc est échangée avec l'ensemble des faces chaudes de la pluralité des CEP et la surface d'échange 232 d'un nouvel échangeur 230. Ce nouvel échangeur thermique 230 échange au moyen d'un fluide caloporteur circulant dans un autre circuit de circulation 205 grâce à une pompe 206 avec le réservoir d'eau chaude 210. Deux commutateurs respectivement 242 et 240 permettent de mettre en route le premier et le second système selon l'invention en fonction des besoins. Dans un mode de réalisation supplémentaire, des panneaux photovoltaïques, ou panneaux solaires 222 servent de source d'alimentation au commutateur et à la pluralité de cellules à effets Peltiers. D'autres panneaux solaires 220 peuvent également venir compléter le chauffage du réservoir 210 au moyen d'un circuit de circulation 215 et d'une pompe 216.
Dans les 3 modes de réalisation présentés aux figures 4 à 6, la simple inversion du sens de circulation du courant d'alimentation électrique des CEP permet de permuter le système selon l'invention de la fonction rafraîchissement à la fonction chauffage, et inversement.
Les pompes 36, 76 et 206 utilisées pour la mise en circulation des différents fluides caloporteurs respectivement dans les circuits de circulation 35, 75 et 205 et dans les canalisations des différents échangeurs du système selon l'invention sont également dimensionnées de façon suffisante afin de permettre la circulation en régime turbulent du fluide caloporteur.
Le système de chauffage et de rafraîchissement selon l'invention présente de nombreux avantages notamment d'être silencieux, peu encombrant, fiables grâce à la pluralité des CEP montées en parallèle, et d'un coût plus faible. Ils présentent également l'avantage d'être flexibles et proposent une rapidité de réponse supérieure au système connu.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de chauffage et de rafraîchissement apte à échanger de l'énergie calorifique avec une surface radiante (11), et comprenant
- un premier échangeur thermique (20, 350) adapté pour échanger de l'énergie calorifique avec ladite surface radiante au moyen d'un premier liquide caloporteur,
- un second échangeur thermique (30) présentant au moins une surface d'échange (32),
- un premier circuit de circulation (35) dudit fluide caloporteur entre ledit premier échangeur thermique et ledit second échangeur thermique, caractérisé en ce qu'il comprend
- une pluralité de cellules à effet Peltier (250, 251 , 252, 253, 254), chacune desdites cellules présentant une face d'un premier type dit « froid » et une face d'un second type dit « chaud », la pluralité desdites faces froides étant en contact thermique direct avec ladite surface d'échange, et la pluralité desdites faces chaudes étant en contact thermique direct avec des premiers moyens de dissipations (70, 57) de l'énergie calorifique ; et,
- une alimentation électrique (60) de ladite pluralité de cellules à effet Peltier. ledit second échangeur thermique présentant en regard de chaque face froide d'une cellule à effet Peltier au moins deux canalisations (100, 105) sensiblement parallèles à ladite surface d'échange du second échangeur thermique, le premier fluide caloporteur circulant dans lesdites canalisations dans des sens opposés, caractérisé en ce que lesdites deux canalisations occupent des positions symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan de symétrie normal à la portion de surface d'échange dudit second échangeur thermique en regard de chacune desdites face froide d'une cellule à effet Peltier, moyennant quoi ladite surface d'échange dudit second échangeur thermique présente une température sensiblement homogène.
2. Système selon la revendication 1 , dans lequel la surface d'échange du second échangeur thermique est sensiblement plane.
3. Système selon les revendications 1 ou 2, dans lequel le second échangeur thermique est un échangeur à double flux, à sens de circulation inversé.
4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier circuit de circulation comprend une première pompe (36) apte à faire circuler le premier fluide caloporteur dans un régime turbulent à l'intérieur des canalisations.
5. Système selon l'une quelconques des revendications précédentes, dans lequel l'alimentation électrique est une alimentation très basse tension alternative redressée adaptée pour être commutée afin de changer la direction du courant traversant la pluralité des cellules à effet Peltier.
6. Système selon l'une quelconques des revendications précédentes, dans lequel les premiers moyens de dissipation comprennent des ailettes thermiques (57) en contact thermique direct avec les faces chaudes des cellules à effet Peltier.
7. Système selon l'une quelconques des revendications précédentes, dans lequel les premiers moyens de dissipation comprennent des moyens de circulation d'air (59) adaptés à créer une circulation d'air pour refroidir les ailettes thermiques.
8. Système selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les premiers moyens de dissipation comprennent un troisième échangeur thermique (70) destiné à échanger de l'énergie calorifique avec les faces chaudes des cellules à effet Peltier au moyen d'un second fluide caloporteur, ledit troisième échangeur thermique présentant une surface d'échange (72) en contact thermique direct avec lesdites faces chaudes, et ledit second fluide caloporteur circulant dans un second circuit de circulation (75) comprenant des seconds moyens de dissipation (80) aptes à évacuer l'énergie calorifiques dudit second fluide caloporteur.
9. Système selon la revendication précédente, dans lequel la surface d'échange du troisième échangeur thermique est sensiblement plane, et ledit troisième échangeur thermique est un échangeur à double flux, à sens de circulation inversé.
10. Système selon la revendication 8 ou 9, dans lequel le troisième échangeur thermique présente en regard de chaque face chaude d'une cellule à effet Peltier au moins deux canalisations (100, 105) sensiblement parallèles à ladite surface d'échange du troisième échangeur thermique, le second fluide caloporteur circulant dans lesdites canalisations dans des sens opposés.
11. Système selon la revendication précédente, dans lequel les deux canalisations occupent des positions symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan de symétrie normal à la portion surface d'échange du troisième échangeur thermique en regard de chaque face chaude d'une cellule à effet Peltier, moyennant quoi ladite surface d'échange du troisième échangeur thermique présente une température sensiblement homogène.
12. Système selon l'une quelconque des revendications 8 à 11 , dans lequel le second circuit de circulation comprend une première pompe (76) adapté pour faire circuler le second fluide caloporteur dans un régime turbulent à l'intérieur des canalisations.
13. Système selon les revendications 8 à 12, dans lequel les seconds moyens de dissipation comprennent un réservoir d'eau (80) enterrée sous terre.
14. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les cellules à effet Peltier présente un coefficient opérationnel de performance supérieur à 1 , ce coefficient correspondant au rapport de la puissance thermique restituée à la somme de la puissance thermique absorbée et de la puissance électrique fournie par l'alimentation.
15. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la surface radiante est comprise dans un local d'habitation (10).
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