FR2916040A1 - Systeme de recuperation de calories de l'air provenant de diverses sources de chaleur - Google Patents

Systeme de recuperation de calories de l'air provenant de diverses sources de chaleur Download PDF

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Abstract

Le Système de récupération de calories est un système destiné à récupérer dans une boite de grande taille (1) les sources de chaleur disponibles en hiver, les sources de fraîcheur existantes en été souvent inexploitées, que ce soit dans le sol, les habitats, énergies provenant principalement de puits canadien (9), de VMC (10), d'éolienne par résistance électrique (13), calories solaires par échangeur (11), sans restriction aucune, ces énergies serviront à alimenter une pompe à chaleur (3) placée à l'intérieur d'une boite de grand volume (1) et apporter ainsi à la pompe à chaleur (3) les calories nécessaires pour être toujours à son maximum de rendement quelle que soit la température extérieure et éviter dans le même temps les problèmes liés au gel que rencontre ces pompes tout en limitant les nuisances sonores. Cette liste d'avantages n'est pas limitative.Le Système de récupération de calories peut entrer dans d'autre champs d'application nécessitant un apport de calories ou de froid pour d'autres technologies proches par exemple, les climatiseurs, le puits canadien (9) servant à alimenter en fraîcheur la climatisation se trouvant à l'intérieur de la boite.

Description

-1
La présente invention est un système qui permet de récupérer les calories disponibles dans l'air en provenance de sources de chaleur diverses telles que puits canadien ou puits provençal, VMC, sous-sol, résistance électrique alimentée par éolienne, échangeur panneaux solaires, afin de les concentrer dans une boite de grande taille. En effet cette invention permet d'exploiter pleinement en saison hivernale les pompes à chaleur air /air ou air /eau ou tout autre système ayant besoin de calories qui seraient alors puisées à l'intérieur de la boite. L'invention permet aussi de limiter les nuisances sonores des pompes à chaleur tout en supprimant les problèmes liés au gel rencontrés par ces pompes.
La présente invention peut entrer dans d'autres champs d'application ou systèmes nécessitant un apport de calories ou de fraîcheur pour d'autres technologies ou procédés semblables. Par exemple les climatiseurs qui sont également des pompes à chaleur. Le puits canadien sert alors à alimenter en fraîcheur la boite en faisant chuter la température à l'intérieur de celle ci. La climatisation se trouvant à l'intérieur de la boite augmente considérablement son rendement. Quant à elles les pompes à chaleur ont comme principale problème un rendement dégressif proportionnel à la baisse de la température extérieure, ainsi que des problèmes liés au gel et des nuisances sonores. En ce qui concerne les climatisations, elles sont de moins en moins performantes au fur et à mesure que la température extérieure augmente ce qui est paradoxalement le cas en saison estivale alors que l'on en a le plus besoin, sans oublier que leur fonctionnement émet également des nuisances sonores. Le système permet de remédier à ces inconvénients et se présente sous la forme d'une grande boite de forme cubique pour l'exemple 200 cm de large, 150 cm de haut et 100 cm de profondeur (rectangulaire ou autre, ludique etc..) d'épaisseur variable, réalisée en matière telle que l'inox, l'aluminium, l'acier ou toute autre matière ininflammable et ne pressentant pas de danger. La boite de dimension variable et adaptable à la demande en calories permet de placer dans son intérieur une ou plusieurs pompes à chaleur ou climatisations fixées de telle manière que l'admission de l'air de ladite pompe soit faite à l'intérieur de la boite et l'échappement à l'extérieur. Cet échappement est réalisé par découpe de la tôle arrière de la boite, une -2
résistance électrique alimentée par éolienne, génératrice, échangeur, radiateur branchés sur panneaux solaires ou toutes autres sources caloriques quelle qu'elle soit peut également être introduite dans la boite sans aucune limitation sur ces apports d'énergie.
Le système est prévu à la base pour être branché sur un puits canadien ou puits provençal ; ceci est la condition sine qua non pour le fonctionnement estival afin d'avoir un apport maximum de fraîcheur dans la boite et donc le rendement maximum de la climatisation. Concernant le fonctionnement hivernal en plus du puits canadien, la boite est conçue pour recevoir des résistances électriques alimentées soit par éolienne, par des radiateurs ou par tout autre échangeur alimenté par le moyen souhaité. Le système peut également récupérer de façon directe ou indirecte les calories des évacuations de VMC, des sous-sols, des caveaux, les calories des fumées de cheminée qu'elles soient issues de la combustion du bois, du fuel ou du gaz ceci par échangeur ou autre technique ainsi que les calories ou excédent de calories des systèmes de panneaux solaires (rendement très irrégulier en fonction de l'ensoleillement) par échangeur, radiateur. Toute autre énergie disponible dans le local ou à l'extérieur peut être acheminée vers la boite afin d'alimenter la pompe à chaleur. Pour la climatisation, seul le puits canadien ou puits provençal sera utilisé 20 pour alimenter la boite ou encore l'air frais des sous-sols, caveaux. Les schémas annexés représentent l'invention en vue simple et en vues éclatées (arrête cachée visible et arrête cachée non visible pour l'abrégé). En référence à ces schémas les explications suivantes développent l'invention. La boite peut être placée à l'intérieur ou à l'extérieur de l'habitat : 25 . Placée à l'extérieur : Lorsque la température externe est supérieure à la température intérieure de la boite (1), les grilles d'aération motorisées (5) s'ouvriront afin de puiser à l'extérieur l'air plus calorique, la commande est faite par sondes (6) gérée par la centrale (22). Les entrées d'air plus frais du puits canadien seront obturées par un 30 clapet électromécanique (3) ou électrovanne gérés par la même centrale (22). De plus une étanchéité sera faite sur le sol béton (8) ainsi que sur le capot (A) et les portes (2) sécurisées par la serrure (20) afin de ne pas avoir d'entrée d'air non désirée quand la température extérieure est négative. Dans ce cas précis, nous puiserons l'air dans le puits canadien (9) à une température moyenne d'environ 13 . Le volume d'apport d'air nécessaire est calculé en conséquence du besoin calorique de la pompe à chaleur (3). Toute la partie électrique programmation sondes, volets, clapet d'obturation, vannes, éclairage sont gérés par la centrale (22) qui comprend également une prise de courant. Le contact fin de course (23) allume automatiquement la lumière (21) à l'ouverture des portes. • Placée à l'intérieur : Le fonctionnement est identique à celui de l'extérieur. La boite (1) peut être placée à l'intérieur du bâtiment à chauffer dans tout local, cave, grenier, garage, ayant techniquement accès à l'air extérieur. La température moyenne peut ainsi se situer et se maintenir à l'intérieur de la boite à environ 13 voir plus durant toute la période hivernale en fonction des sources d'alimentation en calories exposées dans ce chapitre malgré des températures extérieures très basses. Cela permettra ainsi d'avoir dans toute condition climatique hivernale le 15 rendement maximum de la pompe a chaleur, tout en supprimant les problèmes liés au gel et en diminuant les nuisances sonores. Le rendement d'une pompe à chaleur dans ces conditions est exceptionnel pour 1 KW consommé, elle peut en restituer plus de 4 voir 5 KW d'après les toutes dernières mises sur le marché. 20 L'énorme économie retirée du système appelé Système de récupération de calories associé à une pompe à chaleur et à un puits canadien ou toute autre forme de calories rejetées en dehors de nos habitations ou non utilisées peut atteindre 60 % voir bien plus comparé à un chauffage traditionnel, fioul, gaz, bois, électrique. Le coût du puits canadien et du Système de récupération de calories 25 seront amortis financièrement en quelques années. Le chauffage traditionnel pourra cependant toujours cohabiter avec le Système de récupération de calories et peut être même souhaité dans le cas d'une forte demande d'énergie (en appoint ou en sécurité, serre, piscine chauffée, etc....) Les calories rejetées par les fumées du chauffage traditionnel pouvant également 30 être utilisées par le système, par le biais d'échangeurs thermiques selon souhait. Les énormes avantages tirés de ce système combiné pour l'exemple à un puits canadien sont avant tout sa simplicité de mise en oeuvre, son rendement exceptionnel sans aucun risque de pollution. En effet, étant donné qu'aucun fluide ne circule dans le sol, seul de l'air circule dans le puits canadien et ne crée ainsi aucun risque de fuite. Contrairement à d'autres systèmes géothermiques, aucune pollution du sol, par des liquides caloriporteurs ne sera possible. Le fait de combiner le Système de récupération de calories avec un puits canadien et des énergies provenant d'éolienne ou de panneaux solaires, permet d'avoir un rendement exceptionnel. En effet, selon l'apport calorique pour 1 KW consommé, la pompe à chaleur peut restituer 4 KW voir 5 KW. Pour le solaire et l'éolien qui sont des sources irrégulières d'énergie, le Système de récupération de calories est idéal. Dès présences de ces énergies, elles seront utilisées par la pompe à chaleur qui est extrêmement souple sur ses plages de fonctionnement et peut s'auto adapter à la baisse d'énergie disponible dans le Système de récupération de calories. Le puits canadien quant à lui assure la stabilité d'apport calorique. Nous sommes en présence d'une invention écologique pouvant cohabiter avec tous les modes de création d'énergie ou de chauffage sans les exclure mais au contraire en les exploitant. Dispositif qui permet de limiter les nuisances sonores desdites pompes tout en supprimant les problèmes liés au gel que ces pompes rencontrent, caractérisé en ce que la boite (1) est isolée par panneaux imputrescibles thermiquement et phonétiquement (16) et alimentée en calories par puits canadien ou d'autres sources diverses, afin de pouvoir assurer une exploitation idéale de ces pompes en saison hivernale ou estivale. La boite (1) peut recevoir une ou plusieurs pompes à chaleur, climatisation, résistance ou radiateurs (15) ainsi que l'arrivée d'un puits canadien (9) activé par un ventilateur (4) ou toutes autres arrivées caloriques sans restriction aucune (10,11,12,13,14) afin de pouvoir exploiter pleinement ces pompes à chaleur en saison hivernale ou estivale pour les climatisations, l'ensemble étant posé sur une base béton (8). La boite (1) est fixée au sol (8) avec une cornière (19) pré percée d'usine et une étanchéité effectuée par un joint (23) à tout endroit nécessaire, un fond (non représenté) en matière identique à la boite (1) est disponible en option et prévu pour être découpé par grignotage pour le passage d'un puits canadien (9) ou pour le passage de tout autre apport énergétique sans restriction aucune. La boite (1) comporte deux portes (2) avec serrure (20) lors de l'ouverture des -5 û
portes (2) un contact fin de course (28) allume automatiquement la lumière intérieure (21). Toute la partie électrique, électromécanique et électronique est gérée par la centrale (22) qui comprend également une prise de courant. L'ensemble des faces nécessaires au montage de la boite sont fabriqués de telle manière que lesdites faces ou plaques sont livrées en kit superposées les unes par rapport aux autres et prennent le moins de place possible de ce fait pour le transport.
La base béton (8) ou le fond de la boite stabilise l'ensemble et permet le passage de la conduite d'un diamètre variable provenant du puits canadien (9) ainsi que des réservations : arrivée VMC (10) arrivée panneaux solaires (11) arrivée cheminée pour l'échangeur (12), arrivée éolienne (13) ou arrivée réserve (14) sans restriction d'alimentation complémentaire en calories de la boite.
Lorsque la boite (1) se situe à l'intérieur d'un bâtiment les grilles (5) seront branchées à l'extérieur par des conduites de fort diamètres (non représentées) permettant l'apport d'air et l'échappement d'air. La boite est prévue pour recevoir des résistances électriques alimentés par éolienne ou tout autre moyen ainsi que des radiateurs ou échangeur (15) alimentés par le moyen souhaité, le capot (25) est monté sur charnière (26) et s'ouvre automatiquement par vérin pneumatique (17) quand les clips qui ferment le capot (18) sont ouverts pour faciliter les travaux d'implantation. Le clapet régulateur et obturateur avec sonde incorporée (27) coupe l'arrivée de l'air VMC si cela est nécessaire la régulation de ce clapet est effectuée par la centrale (22).
N.B. : Pour toutes les figures, les dimensions du Système de récupération de calories sont : largeur 2000 mm, hauteur 1500 mm, profondeur 1000 mm

Claims (10)

REVENDICATIONS
1) Dispositif pour récupérer les calories disponibles dans l'air provenant d'un puit canadien (9) ou de diverses sources caloriques et de les concentrer pour les utiliser en association à des pompes à chaleur (3) air /air ou air /eau ou climatisations ou toute autre technologie ayant besoin de calories ou de fraîcheur, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une boite de grande taille (1) aux dimensions variables et adaptables à toutes les puissances caloriques.
2) Dispositif selon la revendication 1 qui permet de limiter les nuisances sonores desdites pompes tout en supprimant les problèmes liés au gel que ces pompes rencontrent, caractérisé en ce que la boite (1) est isolée par panneaux imputrescibles thermiquement et phonétiquement (16) et alimentée en calories par puits canadien ou d'autres sources diverses, afin de pouvoir assurer une exploitation idéale de ces pompes en saison hivernale ou estivale.
3) Dispositif selon la revendication 1 et la revendication 2, caractérisé en ce que la boite (1) peut recevoir une ou plusieurs pompes à chaleur, climatisation, résistance ou radiateurs (15) ainsi que l'arrivée d'un puits canadien (9) activé par un ventilateur (4) ou toutes autres arrivées caloriques sans restriction aucune (10,11,12,13,14) afin de pouvoir exploiter pleinement ces pompes à chaleur en saison hivernale ou estivale pour les climatisations, l'ensemble étant posé sur une base béton (8).
4) Dispositif selon la revendication 1, la revendication 2, la revendication 3 caractérisé en ce que la boite (1) est fixée au sol (8) avec une cornière (19) pré percée d'usine et une étanchéité effectuée par un joint (23) à tout endroit nécessaire, un fond (non représenté) en matière identique à la boite (1) est disponible en option et prévu pour être découpé par grignotage pour le passage d'un puits canadien (9) ou pour le passage de tout autre apport énergétique sans restriction aucune.
5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les grilles d'aération (5) sont motorisées (7) et permettent de prendre l'air à l'extérieur si celle-ci est plus calorique que l'air à l'intérieur de la boite (1) la commande de cette grille est effectuée par les sondes (6) et la centrale (22).
6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la boite (1) comporte deux portes (2) avec serrure (20) lors de l'ouverture des portes (2) un contact fin de course (28) allume automatiquement la lumière intérieure (21). Toute la partie électrique, électromécanique et électronique est gérée par la centrale (22) qui comprend également une prise de courant. L'ensemble des faces nécessaires au montage de la boite sont fabriqués de telle manière que lesdites faces ou plaques sont livrées en kit superposées les unes par rapport aux autres et prennent le moins de place possible de ce fait pour le transport.
7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la base béton (8) ou le fond de la boite stabilise l'ensemble et permet le passage de la conduite d'un diamètre variable provenant du puits canadien (9) ainsi que des réservations : arrivée VMC (10) arrivée panneaux solaires (11) arrivée cheminée pour échangeur (12), arrivée éolienne (13) ou arrivée réserve (14) sans restriction d'alimentation complémentaire en calories de la boite.
8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que lorsque la boite (1) se situe à l'intérieur d'un bâtiment les grilles (5) seront branchées à l'extérieur par des conduites de forts diamètres (non représentées) permettant l'apport d'air et l'échappement d'air.
9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que la boite est prévue pour recevoir des résistances électriques alimentés par éolienne ou tout autre moyen ainsi que des radiateurs ou échangeur (15) alimentés par le moyen souhaité, le capot (25) est monté sur charnière (26) et s'ouvre automatiquement par vérin pneumatique (17) quand les clips qui ferment le capot (18) sont ouverts pour faciliter les travaux d'implantation.
10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le clapet régulateur et obturateur avec sonde incorporée (27) coupe l'arrivée de l'air VMC si cela est nécessaire la régulation de ce clapet est effectuée par la centrale (22).
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