FR2976657A1 - Fluid/fluid heat exchanger for e.g. waste water pipeline in single family house, has control device for controlling flow of fluid in upstream circuit according to temperature of fluid at inlet of upstream circuit - Google Patents

Fluid/fluid heat exchanger for e.g. waste water pipeline in single family house, has control device for controlling flow of fluid in upstream circuit according to temperature of fluid at inlet of upstream circuit Download PDF

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Abstract

The heat exchanger has an upstream circuit (10) for circulating fluid in an upstream manner, and a downstream circuit (20) for circulating fluid in a downstream manner. The upstream circuit and the downstream circuit are arranged in a structurally overlapping manner so as to allow energy transfer of the upstream fluid toward the downstream fluid. A control device controls flow of fluid in the upstream circuit according to temperature of the fluid at an inlet of the upstream circuit.

Description

Echangeur thermique et utilisation d'un tel échangeur thermique pour la récupération de l'énergie d'eaux usées ou eaux à basse température. Domaine technique et état de l'art L'invention concerne un échangeur thermique de type fluide / fluide comprenant un circuit amont dans lequel circule un fluide amont, un circuit aval dans lequel circule un fluide aval, le circuit amont et le circuit aval étant structurellement imbriqués de sorte à permettre un transfert d'énergie du fluide amont vers le fluide aval. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse pour la récupération de la chaleur des eaux usées d'un bâtiment, en vue de chauffer l'air ou l'eau chaude sanitaire du bâtiment par exemple. Des installations de chauffage urbain utilisent déjà la chaleur des eaux usées pour chauffer des bâtiments collectifs. Ces installations sont de taille importante pour chauffer des gros volumes d'air (plusieurs bâtiments par exemple). De plus, le circuit amont de ces installations, c'est-à-dire la source froide de la pompe à chaleur, est relié au circuit de collecte des eaux usées en des points suffisamment éloignés des points de collecte pour que la température des eaux usées soit sensiblement homogène et peu variable dans le temps, généralement entre 10°C et 20°C en fonction du climat, des saisons, etc. Ces faibles variations de températures des eaux usées sont nécessaires pour avoir des installations avec un coefficient de performance optimisé. Mais les installations connues ne sont pas adaptées à des bâtiments beaucoup plus petits, comme par exemple des logements individuels, car le coefficient de performances de ces installations chute de manière importante, à cause des variations importantes de température des eaux usées en sortie des petits bâtiments. Le coût des installations et l'allongement de la durée d'amortissement de ces installations les rendent ainsi peu attractives pour les particuliers notamment. Heat exchanger and use of such a heat exchanger for the recovery of energy from wastewater or low temperature water. TECHNICAL FIELD AND STATE OF THE ART The invention relates to a heat exchanger of fluid / fluid type comprising an upstream circuit in which circulates an upstream fluid, a downstream circuit in which a downstream fluid circulates, the upstream circuit and the downstream circuit being structurally nested so as to allow energy transfer from the upstream fluid to the downstream fluid. The invention finds a particularly advantageous application for the heat recovery of wastewater from a building, for example to heat the air or domestic hot water of the building. District heating plants already use waste heat to heat communal buildings. These facilities are large enough to heat large volumes of air (several buildings for example). In addition, the upstream circuit of these installations, that is to say the heat pump's heat sink, is connected to the wastewater collection circuit at points sufficiently distant from the collection points so that the temperature of the water waste is substantially homogeneous and not very variable over time, generally between 10 ° C and 20 ° C depending on the climate, seasons, etc. These small variations in wastewater temperatures are necessary to have facilities with an optimized coefficient of performance. However, the known installations are not suitable for much smaller buildings, such as individual dwellings, because the performance coefficient of these installations drops significantly, because of the large variations in wastewater temperature at the outlet of small buildings. . The cost of the installations and the lengthening of the depreciation period of these installations thus make them unattractive for private individuals in particular.

Description de l'invention L'invention propose un nouvel échangeur présentant des performances thermiques améliorées par rapport aux échangeurs connus. Pour cela, l'invention propose un échangeur fluide / fluide, par ailleurs conforme aux échangeurs connus, et caractérisé en ce qu'il comprend également un dispositif de commande adapté à réguler un débit de fluide dans le circuit amont en fonction de la température du fluide à une entrée du circuit amont. Réguler le débit de fluide dans le circuit amont en fonction de la température du fluide entrant dans le circuit amont permet d'optimiser en continu le coefficient de performance de l'échangeur, et d'améliorer considérablement les performances de l'échangeur lorsqu'il est utilisé avec un fluide dont la température varie en permanence et sur une large plage de température, comme cela est le cas notamment de la température des eaux usées sortant d'un bâtiment de petite taille. Le dispositif de commande peut comprendre un dispositif de régulation de débit positionné à l'entrée du circuit amont, le débit à l'intérieur du circuit amont étant fonction d'une position du dispositif de régulation, et le dispositif de commande peut comprendre un moyen pour commander la position du dispositif de régulation en fonction d'une différence entre une température du fluide en amont du dispositif de régulation et une température de référence. Dans un exemple, la position X du dispositif de régulation est commandée en fonction de la température T selon une loi de type X - X0 = K1*(1 - K2 / (T - TO)), avec TO une température de référence, X0, une position de référence du dispositif de régulation fonction de la température de référence, K1, K2 des paramètres fonction de caractéristiques mécaniques du dispositif de régulation et de caractéristiques thermiques du circuit aval. Une telle relation mathématique a l'avantage de pouvoir être mise en oeuvre assez simplement avec un correcteur de type proportionnel intégral dérivé (PID). Le dispositif de commande peut également comprendre un moyen pour réguler un débit de fluide dans le circuit aval en fonction d'une température du fluide à une entrée du circuit aval. Combiner une régulation du débit de fluide dans le circuit amont de l'échangeur, et une régulation de débit dans le circuit aval de l'échangeur permet d'améliorer encore les performances thermiques de l'échangeur. L'échangeur selon l'invention peut être avantageusement utilisé avec un circuit amont relié à une conduite d'évacuation des eaux usées d'un bâtiment afin de récupérer l'énergie desdites eaux usées. DESCRIPTION OF THE INVENTION The invention proposes a new exchanger having improved thermal performance compared with known exchangers. For this, the invention proposes a fluid / fluid exchanger, furthermore in accordance with the known exchangers, and characterized in that it also comprises a control device adapted to regulate a flow of fluid in the upstream circuit as a function of the temperature of the fluid at an inlet of the upstream circuit. Controlling the flow rate of the fluid in the upstream circuit as a function of the temperature of the fluid entering the upstream circuit makes it possible to continuously optimize the coefficient of performance of the exchanger, and to considerably improve the performance of the exchanger when is used with a fluid whose temperature varies continuously and over a wide temperature range, as is the case in particular with the temperature of wastewater leaving a small building. The control device may comprise a flow control device positioned at the input of the upstream circuit, the flow rate inside the upstream circuit being a function of a position of the regulating device, and the control device may comprise a means for controlling the position of the regulating device as a function of a difference between a fluid temperature upstream of the regulating device and a reference temperature. In one example, the position X of the regulating device is controlled according to the temperature T according to a law of the type X - X0 = K1 * (1 - K2 / (T - TO)), with TO a reference temperature, X0 , a reference position of the control device according to the reference temperature, K1, K2 of the parameters depending on the mechanical characteristics of the control device and on the thermal characteristics of the downstream circuit. Such a mathematical relationship has the advantage that it can be implemented quite simply with a derivative integral proportional type (PID) corrector. The controller may also include means for controlling a flow rate of fluid in the downstream circuit as a function of a temperature of the fluid at an inlet of the downstream circuit. Combining a regulation of the fluid flow in the upstream circuit of the exchanger, and a flow control in the downstream circuit of the exchanger further improves the thermal performance of the exchanger. The exchanger according to the invention may advantageously be used with an upstream circuit connected to a sewage discharge pipe of a building in order to recover the energy of said wastewater.

L'échangeur selon l'invention peut être avantageusement utilisé avec un circuit amont relié à une conduite d'eaux à basse température afin de récupérer l'énergie desdites eaux à basse température. On entend par basse température, une température d'eau inférieure à 40°C. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise, et d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit d'exemples de réalisation d'un échangeur thermique et d'une pompe à chaleur selon l'invention. Ces exemples sont donnés à titre non limitatif. La description est à lire en relation avec les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma d'un échangeur thermique selon l'invention, et - la figure 2 est un schéma d'une pompe à chaleur selon l'invention. The exchanger according to the invention can be advantageously used with an upstream circuit connected to a low-temperature water pipe in order to recover the energy of said low-temperature water. Low temperature means a water temperature below 40 ° C. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be better understood, and other features and advantages of the invention will emerge in the light of the following description of exemplary embodiments of a heat exchanger and a heat pump according to the invention. 'invention. These examples are given in a non-limiting manner. The description is to be read in conjunction with the accompanying drawings in which - Figure 1 is a diagram of a heat exchanger according to the invention, and - Figure 2 is a diagram of a heat pump according to the invention.

Description d'un mode de réalisation de l'invention Comme dit précédemment, l'échangeur thermique de type fluide / fluide selon l'invention comprend un circuit amont 10 dans lequel circule un fluide amont, un circuit aval 20 dans lequel circule un fluide aval, le circuit amont et le circuit aval étant structurellement imbriqués de sorte à permettre un transfert d'énergie du fluide amont vers le fluide aval. Dans l'exemple représenté, l'échangeur est installé sur une conduite de sortie d'un réservoir 30 tampon rempli en continu par les eaux usées du bâtiment. Le circuit amont 10 et le circuit aval 20 sont deux tubes creux imbriqués l'un dans l'autre localement. Les eaux usées circulent dans le tube intérieur (circuit amont) et un fluide frigorigène circule entre les deux tubes (circuit aval) pour récupérer la chaleur des eaux usées. DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT OF THE INVENTION As previously mentioned, the fluid / fluid type heat exchanger according to the invention comprises an upstream circuit 10 in which an upstream fluid circulates, a downstream circuit 20 in which a downstream fluid circulates. the upstream circuit and the downstream circuit being structurally interlocked so as to allow energy transfer from the upstream fluid to the downstream fluid. In the example shown, the heat exchanger is installed on an outlet pipe of a buffer tank continuously filled with the wastewater of the building. The upstream circuit 10 and the downstream circuit 20 are two hollow tubes nested one inside the other locally. The wastewater circulates in the inner tube (upstream circuit) and a refrigerant circulates between the two tubes (downstream circuit) to recover heat from the wastewater.

L'échangeur selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend également un dispositif de commande adapté à réguler un débit de fluide dans le circuit amont en fonction de la température du fluide à une entrée du circuit amont. Le dispositif de commande comprend un dispositif de régulation de débit positionné à l'entrée du circuit amont, le débit à l'intérieur du circuit amont étant fonction d'une position du dispositif de régulation ; le dispositif de commande comprend encore une sonde de température 120 positionnée à l'intérieur du circuit amont, en amont du dispositif de régulation de débit ; le dispositif de commande comprend encore une sonde de température 121 positionnée à l'intérieur du circuit aval ; le dispositif de commande comprend également un moyen pour commander la position du dispositif de régulation en fonction d'une différence entre une température du fluide en amont du dispositif de régulation et une température de référence. Le dispositif de commande comprend un moyen pour commander la position X du dispositif de régulation en fonction de la température T selon une loi de type X - X0 = K1 *(l - K2 / (T - TO)). TO est une température de référence, qui peut être ajustée par exemple en fonction du climat habituel du lieu où l'échangeur est installé, en fonction de la plage de variation de la température des eaux usées, etc. X0 est une position de référence du dispositif de régulation qui est fonction de la température de référence. K1, K2 sont déterminées pour permettre un transfert de chaleur optimal entre le circuit amont et le circuit aval ; KI, K2 sont constantes par rapport à la température, et sont fonction de caractéristiques mécaniques du circuit amont, de caractéristiques mécaniques du dispositif de régulation et de caractéristiques thermiques du circuit aval. Les caractéristiques mécaniques du circuit amont à prendre en compte sont notamment les valeurs minimales et maximales du débit du circuit amont. Les caractéristiques mécaniques du dispositif de régulation sont notamment la fonction liant le débit de fluide dans le circuit amont en fonction de la position du dispositif de régulation. Les caractéristiques thermiques du circuit aval sont notamment le coefficient d'échange thermique du fluide circulant dans le circuit aval et le débit du fluide dans le circuit aval. Dans l'exemple représenté, le dispositif de régulation est une vanne de débit 110, et le moyen pour commander la position du dispositif de régulation est une unité de traitement 130. La sonde de température 120 est positionnée à l'entrée du circuit amont, elle mesure la température des eaux usées en amont de la vanne de débit 110. The exchanger according to the invention is characterized in that it also comprises a control device adapted to regulate a flow of fluid in the upstream circuit as a function of the temperature of the fluid at an inlet of the upstream circuit. The control device comprises a flow control device positioned at the inlet of the upstream circuit, the flow rate inside the upstream circuit being a function of a position of the regulating device; the control device further comprises a temperature sensor 120 positioned inside the upstream circuit, upstream of the flow control device; the control device further comprises a temperature sensor 121 positioned inside the downstream circuit; the control device also comprises means for controlling the position of the control device according to a difference between a fluid temperature upstream of the control device and a reference temperature. The control device comprises means for controlling the position X of the regulating device as a function of the temperature T according to a law of the type X - X0 = K1 * (l - K2 / (T - TO)). TO is a reference temperature, which can be adjusted for example according to the usual climate of the place where the heat exchanger is installed, according to the range of temperature variation of waste water, etc. X0 is a reference position of the regulating device which is a function of the reference temperature. K1, K2 are determined to allow optimal heat transfer between the upstream circuit and the downstream circuit; KI, K2 are constant with respect to the temperature, and are a function of the mechanical characteristics of the upstream circuit, of the mechanical characteristics of the regulating device and of the thermal characteristics of the downstream circuit. The mechanical characteristics of the upstream circuit to be taken into account are in particular the minimum and maximum values of the flow rate of the upstream circuit. The mechanical characteristics of the regulating device are in particular the function linking the flow of fluid in the upstream circuit as a function of the position of the regulating device. The thermal characteristics of the downstream circuit include the heat exchange coefficient of the fluid flowing in the downstream circuit and the flow rate of the fluid in the downstream circuit. In the example shown, the regulating device is a flow valve 110, and the means for controlling the position of the regulating device is a processing unit 130. The temperature sensor 120 is positioned at the input of the upstream circuit, it measures the temperature of the wastewater upstream of the flow valve 110.

La vanne de débit 110 est placée en l'entrée du circuit amont, dans le tube intérieur, et se présente sous la forme d'un distributeur fixe 111 dans le tube associé à un dispositif mobile 112 en translation selon l'axe du tube intérieur ; le débit de la vanne est fonction de la hauteur du dispositif mobile par rapport à la hauteur du distributeur fixe. The flow valve 110 is placed in the inlet of the upstream circuit, in the inner tube, and is in the form of a fixed distributor 111 in the tube associated with a mobile device 112 in translation along the axis of the inner tube ; the flow rate of the valve is a function of the height of the mobile device relative to the height of the fixed distributor.

L'unité de traitement calcule la position X(t+dt) optimale de la vanne dans le tube intérieur par un correcteur de type proportionnel intégral dérivé (PID) à partir de la différence T - TO entre la température T(t) des eaux usée mesurée à un instant t et la température de référence, puis ajuste la position X du dispositif mobile par rapport au distributeur fixe selon la valeur calculée X(t+dt). Ainsi, en commandant la position du dispositif mobile selon l'axe du tube intérieur, le dispositif de commande pilote le débit des eaux usées dans le tube intérieur. Dans un autre exemple, non représenté, le dispositif de commande comprend notamment une ailette de débit, une première sonde de température et une unité de traitement. La sonde de température est positionnée à l'entrée du circuit amont, elle mesure la température des eaux usées en amont de la vanne de débit. L'ailette de débit est placée à l'entrée du circuit amont, dans le tube intérieur, et se présente sous la forme d'une plaque de forme similaire à la section du tube intérieur montée rotative autour d'un axe perpendiculaire à l'axe du tube intérieur ; le débit de fluide dans le tube intérieur est ainsi fonction de la position angulaire de l'ailette par rapport à une position de référence. Le dispositif de commande ajuste la position angulaire de l'ailette par rapport à sa position de référence en fonction de la température mesurée par la sonde. Ainsi, en commandant la position angulaire de l'ailette, le dispositif de commande pilote le débit des eaux usées dans le tube intérieur. L'invention concerne également une pompe à chaleur de type fluide / fluide comprenant un premier échangeur 210 tel que décrit ci-dessus. La pompe à chaleur comprend également, de manière classique (figure 2) : - un compresseur 220 adapté à comprimer le fluide sortant du circuit aval de l'échangeur, - un deuxième échangeur 230 adapté à transférer vers l'extérieur de la pompe une énergie du fluide comprimé, - un détendeur 240 adapté à détendre le fluide sortant du deuxième échangeur et transmettre le fluide détendu au circuit aval du premier échangeur. The processing unit calculates the optimal position X (t + dt) of the valve in the inner tube by a derivative integral proportional type corrector (PID) from the difference T - TO between the temperature T (t) of the water measured at a time t and the reference temperature, then adjusts the position X of the mobile device relative to the fixed distributor according to the calculated value X (t + dt). Thus, by controlling the position of the mobile device along the axis of the inner tube, the control device controls the flow of wastewater into the inner tube. In another example, not shown, the control device comprises in particular a flow fin, a first temperature probe and a processing unit. The temperature sensor is positioned at the input of the upstream circuit, it measures the temperature of the wastewater upstream of the flow valve. The flow vane is placed at the inlet of the upstream circuit, in the inner tube, and is in the form of a plate of similar shape to the section of the inner tube rotatably mounted about an axis perpendicular to the axis of the inner tube; the flow of fluid in the inner tube is thus a function of the angular position of the fin relative to a reference position. The controller adjusts the angular position of the fin relative to its reference position as a function of the temperature measured by the probe. Thus, by controlling the angular position of the fin, the control device controls the flow of wastewater into the inner tube. The invention also relates to a fluid / fluid type heat pump comprising a first exchanger 210 as described above. The heat pump also comprises, in a conventional manner (FIG. 2): a compressor 220 adapted to compress the fluid leaving the downstream circuit of the exchanger; a second heat exchanger 230 adapted to transfer towards the outside of the pump an energy compressed fluid, an expander 240 adapted to relax the fluid exiting the second exchanger and transmit the expanded fluid to the downstream circuit of the first exchanger.

Le circuit amont 211 du premier échangeur est relié à une conduite d'évacuation des eaux usées, comme expliqué précédemment. Le circuit aval 212 du premier échangeur, le compresseur 220, le circuit amont 231 du deuxième échangeur et le détendeur 240 sont associés en série pour former un circuit intermédiaire de la pompe à chaleur dans lequel circule un fluide frigorigène. Le circuit aval 232 du deuxième échangeur thermique est relié à une installation non représentée, telle que par exemple un ballon d'eau sanitaire, un circuit de chauffage, ou plus généralement à tout dispositif adapté à consommer l'énergie fournie par la pompe à chaleur. The upstream circuit 211 of the first exchanger is connected to a sewage discharge pipe, as explained above. The downstream circuit 212 of the first exchanger, the compressor 220, the upstream circuit 231 of the second exchanger and the expander 240 are associated in series to form an intermediate circuit of the heat pump in which a refrigerant circulates. The downstream circuit 232 of the second heat exchanger is connected to a not shown installation, such as for example a domestic water tank, a heating circuit, or more generally to any device adapted to consume the energy supplied by the heat pump. .

Le premier échangeur 210 comprend un dispositif de commande adapté à réguler le débit de fluide dans le circuit amont du premier échangeur thermique, comme expliqué précédemment. A noter que, dans la mesure où le circuit aval du premier échangeur, le compresseur, le circuit amont du deuxième échangeur et le détendeur sont associés en série et forment un circuit intermédiaire fermé dans lequel circule un fluide frigorigène, la régulation de la vitesse du moteur du compresseur et la régulation du débit de fluide en sortie du détendeur sont nécessairement liées. De préférence encore, le dispositif de commande est adapté à réguler le débit des eaux usées dans le circuit amont du premier échangeur en fonction de la température des eaux usées à l'entrée du circuit amont du premier échangeur. The first exchanger 210 comprises a control device adapted to regulate the flow of fluid in the upstream circuit of the first heat exchanger, as explained above. It should be noted that insofar as the downstream circuit of the first exchanger, the compressor, the upstream circuit of the second exchanger and the expander are associated in series and form a closed intermediate circuit in which a refrigerant circulates, the regulation of the speed of the compressor motor and the regulation of the fluid flow at the outlet of the expander are necessarily linked. More preferably, the control device is adapted to regulate the flow of wastewater in the upstream circuit of the first exchanger according to the temperature of the wastewater at the inlet of the upstream circuit of the first exchanger.

Le dispositif de commande est également adapté à réguler le débit des eaux à basse température dans le circuit amont du premier échangeur en fonction de la température à basse température des eaux à l'entrée du circuit amont du premier échangeur. L'eau chaude peut, par exemple, être issue d'un chauffe eau solaire. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons.15 The control device is also adapted to regulate the flow of water at low temperature in the upstream circuit of the first exchanger as a function of the low temperature of the water at the inlet of the upstream circuit of the first exchanger. The hot water may, for example, be from a solar water heater. Of course, the invention is not limited to the embodiments described and represented by way of examples, but it also includes all the technical equivalents and their combinations.

Claims (2)

REVENDICATIONS1. Echangeur thermique de type fluide / fluide comprenant un circuit amont (10) dans lequel circule un fluide amont, un circuit aval (20) dans lequel circule un fluide aval, le circuit amont et le circuit aval étant structurellement imbriqués de sorte à permettre un transfert d'énergie du fluide amont vers le fluide aval, l'échangeur étant caractérisé en ce qu'il comprend également un dispositif de commande adapté à réguler un débit de fluide dans le circuit amont en fonction de la température du fluide à une entrée du circuit amont. REVENDICATIONS1. Fluid / fluid type heat exchanger comprising an upstream circuit (10) in which an upstream fluid circulates, a downstream circuit (20) in which a downstream fluid flows, the upstream circuit and the downstream circuit being structurally nested so as to allow a transfer of energy from the upstream fluid to the downstream fluid, the exchanger being characterized in that it also comprises a control device adapted to regulate a flow of fluid in the upstream circuit according to the temperature of the fluid at an inlet of the circuit upstream. 2. Echangeur selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de commande comprend : - un dispositif de régulation de débit (110) positionné à l'entrée du circuit amont, le débit à l'intérieur du circuit amont étant fonction d'une position du dispositif de régulation et de la température d'eau de 10 stockage, et - un moyen pour commander (130) la position du dispositif de régulation en fonction d'une différence entre une température du fluide en amont du dispositif de régulation et une température de référence. 5. Echangeur selon la revendication 2, dans lequel le dispositif de commande est adapté à commander la position X du dispositif de régulation en fonction de la température T selon une loi de type X - X0 = Kl *(1 - 15 K2 / (T - TO)), avec TO une température de référence, X0, une position de référence du dispositif de régulation fonction de la température de référence, K1, K2 des constantes fonction de caractéristiques mécaniques du dispositif de régulation et de caractéristiques thermiques du circuit aval. 6. Echangeur selon l'une des revendications 2 à 3, dans lequel le dispositif de régulation est : - une vanne de débit (110) positionnée à l'intérieur du circuit amont, le dispositif de commande étant 20 adapté à commander une hauteur de la vanne en fonction de la température du fluide en amont de la vanne, ou - une ailette positionnée à l'intérieur du circuit amont, le dispositif de commande étant adapté à commander une position angulaire de l'ailette en fonction de la température du fluide en amont de l'ailette. 25 5. Echangeur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le circuit amont et le circuit aval sont constitués d'au moins deux tubes creux imbriqués l'un dans l'autre. 6. Echangeur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de commande comprend également un moyen pour réguler un débit de fluide dans le circuit aval en fonction d'une température du fluide à une entrée du circuit aval. 30 7. Utilisation d'un échangeur selon l'une des revendications 1 à 6, le circuit amont étant relié à une conduite d'évacuation des eaux usées d'un bâtiment. 8. Utilisation d'un échangeur selon l'une des revendications 1 à 6, le circuit amont étant relié à une conduite d'eaux à basse température. 2. Exchanger according to claim 1, wherein the control device comprises: - a flow control device (110) positioned at the input of the upstream circuit, the flow inside the upstream circuit being a function of a position of the regulating device and the storage water temperature, and - means for controlling (130) the position of the regulating device as a function of a difference between a temperature of the fluid upstream of the regulating device and a temperature reference. 5. Exchanger according to claim 2, wherein the control device is adapted to control the position X of the control device as a function of the temperature T according to a law of type X - X0 = K1 * (1 - 15 K2 / (T - TO)), with TO a reference temperature, X0, a reference position of the control device according to the reference temperature, K1, K2 constants function of mechanical characteristics of the control device and thermal characteristics of the downstream circuit. 6. Exchanger according to one of claims 2 to 3, wherein the regulating device is: - a flow valve (110) positioned inside the upstream circuit, the control device being adapted to control a height of the valve as a function of the temperature of the fluid upstream of the valve, or - a fin positioned inside the upstream circuit, the control device being adapted to control an angular position of the fin according to the temperature of the fluid upstream of the fin. 5. Exchanger according to one of the preceding claims, wherein the upstream circuit and the downstream circuit consist of at least two hollow tubes nested one inside the other. 6. Exchanger according to one of the preceding claims, wherein the control device also comprises a means for controlling a flow rate of the fluid in the downstream circuit as a function of a fluid temperature at an inlet of the downstream circuit. 7. Use of an exchanger according to one of claims 1 to 6, the upstream circuit being connected to a sewage pipe of a building. 8. Use of an exchanger according to one of claims 1 to 6, the upstream circuit being connected to a water pipe at low temperature.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5301745A (en) * 1991-08-14 1994-04-12 Klaus Seib Installation for heat recovery
US6302191B1 (en) * 1998-06-08 2001-10-16 Alstom Uk Limited Heat exchanger
DE102007002051A1 (en) * 2006-01-19 2007-07-26 Vaillant Gmbh Device for recovering heat from waste water of sewer pipe of e.g. household application, has switch valve switching outlet of sewer pipe, when temperature of temperature sensor exceeds temperature at storage tank around preset difference
US20100300658A1 (en) * 2009-05-26 2010-12-02 Vladimir Moldovanu Method and system of recovering the heat wasted from the steam boilers continuous blow down to preheat the boiler combustion air

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5301745A (en) * 1991-08-14 1994-04-12 Klaus Seib Installation for heat recovery
US6302191B1 (en) * 1998-06-08 2001-10-16 Alstom Uk Limited Heat exchanger
DE102007002051A1 (en) * 2006-01-19 2007-07-26 Vaillant Gmbh Device for recovering heat from waste water of sewer pipe of e.g. household application, has switch valve switching outlet of sewer pipe, when temperature of temperature sensor exceeds temperature at storage tank around preset difference
US20100300658A1 (en) * 2009-05-26 2010-12-02 Vladimir Moldovanu Method and system of recovering the heat wasted from the steam boilers continuous blow down to preheat the boiler combustion air

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