WO2017211993A1 - Système de récupération de chaleur des eaux usées amélioré - Google Patents

Système de récupération de chaleur des eaux usées amélioré Download PDF

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WO2017211993A1
WO2017211993A1 PCT/EP2017/064038 EP2017064038W WO2017211993A1 WO 2017211993 A1 WO2017211993 A1 WO 2017211993A1 EP 2017064038 W EP2017064038 W EP 2017064038W WO 2017211993 A1 WO2017211993 A1 WO 2017211993A1
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    • Y02B30/56—Heat recovery units

Definitions

  • the present invention relates to the field of wastewater heat recovery systems.
  • a wastewater heat recovery system recovers calories from wastewater generated in a building before discharging wastewater into the public sewage system.
  • the recovered calories are for example reused in a technical installation of the same building. This improves the overall energy performance of the building.
  • the building is for example a building used for housing, office, commerce, industry or other.
  • WO2010136681 A2 discloses a wastewater heat recovery system comprising a wastewater holding tank, heat exchangers immersed in the wastewater inside the tank and provided for the circulation of a heat transfer fluid.
  • One of the aims of the invention is to propose a heat recovery system for wastewater whose efficiency is improved.
  • the invention proposes a system for recovering wastewater heat, comprising a holding tank for retaining the wastewater, the holding tank having a peripheral wall having an external surface, and at least one exchange conduit. heat exchanger for the circulation of a heat transfer fluid, the heat exchange duct extending on the outer surface of the peripheral wall for a heat exchange between the waste water and the heat transfer fluid through the peripheral wall.
  • the wastewater heat recovery system optionally includes one or more of the following features, taken separately or in any technically feasible combination:
  • the heat exchange conduit is one or more turns around the holding tank
  • the heat exchange conduit extends helically around the holding tank.
  • the heat exchange conduit has a circular cross section, elliptical, rectangular or square;
  • the heat exchange conduit is formed by a pipe having a cross section having a straight side through which the pipe is in contact with the peripheral wall of the holding tank;
  • the heat exchange duct is partly defined by the peripheral wall of the holding tank; the peripheral wall is circular and / or cylindrical;
  • the holding tank has a sewage inlet near the top of the holding tank, and a sewage outlet near the bottom of the holding tank;
  • a cleaning device comprising at least one spray nozzle for spraying a cleaning fluid into the holding tank;
  • a heat pump configured to take heat from the heat transfer fluid.
  • FIG. 1 is a schematic overview of a heat recovery system wastewater
  • FIG 2 is a perspective view of a wastewater holding tank of the heat recovery system of Figure 1;
  • FIG. 3 is a partial sectional view of the holding tank and a heat exchange conduit extending on the outer surface of a peripheral wall of the vessel;
  • FIG. 4 is a view similar to that of Figure 3 and illustrating a variant.
  • the waste heat recovery system 2 of Figure 1 comprises a holding tank 4 for temporarily holding wastewater and a heat exchanger 6 for heat exchange between the wastewater held in the holding tank 4 and a coolant.
  • the holding tank 4 is configured to temporarily retain the wastewater for a period of time to collect heat from the wastewater prior to disposal of the wastewater.
  • the holding tank 4 has a peripheral wall 8 defining a wastewater retention volume.
  • the peripheral wall 8 has an inner surface 8A and an outer surface 8B.
  • the holding tank 4 comprises a bottom 10 and a cover 12.
  • the holding tank 4 has an inlet 4A and an outlet 4B for the wastewater.
  • the inlet 4A is connected to a supply line 14 for the wastewater supply and the outlet 4B is connected to a discharge pipe 16 for the discharge of wastewater.
  • the supply line 14 and the discharge line 16 are configured for a gravity flow of wastewater from the supply line 14 to the discharge line 16.
  • the inlet 4A of the holding tank 4 is located in the top of the holding tank 4 and the outlet 4B of the holding tank 4 is located in the bottom of the holding tank 4.
  • the inlet 4A of the holding tank 4 retention 4 is at a level higher than that of the outlet 4B of the holding tank 4.
  • the heat recovery system 2 comprises a conduit or siphon 18 connected to the outlet 4B of the holding tank 4.
  • the siphon 18 extends between the outlet 4B of the holding tank 4 and the discharge pipe 16.
  • siphon 18 has a lower end 18A connected to the outlet 4B of the holding tank 4 and an upper end 18B connected to the discharge pipe 16.
  • the heat exchanger 6 comprises a heat exchange conduit 20 for the circulation of the coolant.
  • the heat exchange duct 20 extends on the outer surface 8B of the peripheral wall 8, for a heat exchange between the wastewater and the coolant through the peripheral wall 8 of the holding tank 4.
  • the heat exchange duct 20 is disposed outside the holding tank 4.
  • the heat exchange duct 20 extends on the outer surface 8B of the peripheral wall 8.
  • the heat exchange conduit 20 has an inlet 20A located near the bottom of the holding tank 4 and an outlet 20B located near the top of the holding tank 4.
  • the heat exchange duct 20 is preferably arranged so that the coolant circulates along the peripheral wall 8 from the bottom to the top of the holding tank 4.
  • the heat transfer fluid circulates "countercurrent" wastewater circulating inside the holding tank 4 from top to bottom.
  • the heat-exchange duct 20 advantageously makes one or more turns around the holding tank 4.
  • the heat exchange duct 20 carries out several turns around the holding tank 4. Each turn (or turn) of the heat exchange duct 20 extends on the peripheral wall 8 of the tank of retention 8.
  • the heat exchange duct 20 here extends helically around the holding tank 4.
  • the inner surface 8A of the peripheral wall 8 is preferably smooth. This makes it possible to maintain the cleanliness of the holding tank 4.
  • the peripheral wall 8 is circular. This facilitates the winding of the heat exchange conduit 20 around the peripheral wall. This also makes it possible to obtain an extended exchange surface relative to the internal volume of the holding tank 4.
  • the peripheral wall 8 is cylindrical.
  • the heat exchange conduit 20 is formed by a pipe 22 of closed cross-section disposed on the outer surface 8A of the peripheral wall 8.
  • the heat exchange between the wastewater and the coolant is effected through the peripheral wall 8 of the holding tank 4 and the wall of the pipe 22.
  • the cross-section of the pipe 22 advantageously has a straight side 24 through which the pipe 22 is in contact with the outer surface 8A of the peripheral wall 8.
  • the straight side 24 is pressed against the outer surface 8A. This improves the heat exchange.
  • the pipe 22 has for example a rectangular cross-section having two long sides and two short sides.
  • the rectilinear side 24 in contact with the peripheral wall 8 is a long side.
  • the pipe 22 has an oblong cross section with two parallel straight sides connected by two rounded sides, one of the two rectilinear sides being in contact with the peripheral wall 8.
  • the pipe 22 may have a polygonal cross section (rectangle, square, hexagon %), oblong, circular or elliptical.
  • the heat exchange duct 20 is delimited in part by the peripheral wall 8.
  • the heat exchange duct 20 is delimited between the peripheral wall and a profile 26 of open cross section disposed on the outer surface 8B of the peripheral wall 8 so that the peripheral wall 8 closes the profile 26.
  • the profile 26 has, for example, a U-shaped cross-section having a core and two lateral wings, the profile 26 being fixed by its lateral wings to the peripheral wall 8.
  • the profile here has a U-shaped section with two flanges 28 through which the profile 26 is fixed on the peripheral wall 8.
  • the heat recovery system 2 comprises a heat pump 30 configured to take heat from the heat transfer fluid leaving the heat exchanger 6.
  • the heat pump 30 makes it possible to transfer heat transfer fluid leaving the heat exchanger 6 to an application requiring heat input, such as that a heating system of a house, a heating system of a swimming pool, a heating system of sanitary water ...
  • the heat pump 30 comprises an evaporator 32, a compressor 34, a condenser 36 and an expander 38 connected by a heat pump circuit 40 for the circulation of a refrigerant.
  • the heat pump circuit 40 comprises a closed loop 42 for circulating the refrigerant, passing successively in the evaporator 32, the compressor 34, the condenser 36 and the expander 38 to return to the evaporator 32.
  • the heat recovery system 2 comprises a transfer circuit 44 for the circulation of the coolant, connecting the heat exchanger 6 and the evaporator 32.
  • the transfer circuit 44 comprises a closed loop 46 for circulating the heat transfer fluid passing through the heat exchanger 6 and the evaporator 36.
  • the evaporator 36 is configured for a heat exchange between the heat transfer fluid of the transfer circuit 44 and the refrigerant of the heat pump circuit 34.
  • the evaporator 36 thermally couples the transfer circuit 44 and the heat pump circuit 34.
  • the transfer circuit 44 comprises a circulation pump 48 arranged on the loop 46 to force the circulation of the coolant 44 in the transfer circuit.
  • the circulation pump 48 is disposed here between the outlet of the heat exchanger 6 and the inlet of the evaporator 36.
  • the heat transfer fluid circuit 44 comprises an expansion tank 50.
  • the expansion tank 50 is here disposed between the outlet of the heat exchanger 6 and the circulation pump 46.
  • the coolant circuit 44 comprises a bypass device 52 arranged to bypass the heat exchanger 6.
  • the bypass device 52 comprises a bypass valve 54 configured to selectively control the flow of heat transfer fluid in the heat exchanger 6 or the bypass of the heat exchanger 6.
  • the bypass device 52 comprises a temperature sensor 55 configured to sense the temperature of the heat transfer fluid at the inlet of the evaporator 36.
  • the bypass valve 54 is controlled as a function of the output signal of the temperature sensor 55. If the temperature of the coolant is sufficient, the bypass device 52 is closed and the coolant circulates in the exchanger 6 to recover heat and transfer it to the refrigerant. If the temperature of the coolant is insufficient, the bypass device 52 is open to prevent heat loss of the coolant in the exchanger 6.
  • the heat pump 30 is configured to transfer the heat to a heat transfer fluid circulating in a receiver circuit 56 of a receiving application.
  • the receiver circuit 56 passes through the condenser 36 which allows the transfer of heat between the refrigerant of the heat pump 30 and the heat transfer fluid of the receiver circuit 56.
  • the heat recovery system 2 comprises a grinder 58 disposed upstream of the inlet 4A of the holding tank 4.
  • the grinder 58 makes it possible to grind solid elements that would be present in the wastewater supplied by the pipe. 14.
  • the heat recovery system 2 comprises a bypass line 60 connecting the supply line 14 to the discharge line 16 by passing through the holding tank 4.
  • the heat recovery system 2 comprises a bypass valve 62 for selectively controlling the flow of wastewater to the holding tank 4 or to the bypass line 60.
  • the heat recovery system 2 comprises a cleaning device 64 for cleaning the inside of the holding tank 4.
  • the cleaning device 64 comprises one or more spraying nozzles 66 arranged inside the holding tank 4 and at the top of the holding tank 4. Each spray nozzle 66 is fed by a cooling circuit. supply 68 cleaning fluid. Each spray nozzle 66 is preferably disposed at a level higher than that of the free surface of the wastewater in the holding tank 4.
  • the cleaning device 64 here comprises a plurality of spray nozzles 66 fed by a feed ramp of the supply circuit 68.
  • the bottom 10 of the holding tank 4 has inclined walls converging towards a drain port 70 to drain the tank.
  • the heat recovery system 2 comprises a drain line 72 connected to the emptying port 70, and a drain valve 74.
  • the holding tank 4 is insulated to limit heat losses. It is here enveloped by a thermally insulating envelope 76.
  • the heat exchange duct 20 is located inside the casing 76.
  • the heat recovery system 2 is housed in a trunk 78 containing at least the holding tank 4 and the heat pump 32.
  • the trunk 78 is preferably made of lacquered sheet or stainless steel sheet.
  • the wastewater supplied by the feed duct 14 is ground in the mill 58 and then introduced into the holding tank 4 through the inlet 4A.
  • the wastewater circulates in the holding tank 4 downwards by progressively cooling, then exit through the outlet 4B and join the discharge duct 16 via the siphon 18.
  • the heat transfer fluid circulates in the heat exchange conduit 20 of the heat exchanger 6 by exchanging heat with the wastewater through the peripheral wall 8 of the holding tank 4.
  • the heat transfer fluid is heated in the heat exchanger. heat exchanger 6.
  • the coolant then circulates in the evaporator 32 in which it transfers calories to the refrigerant of the heat pump 30.
  • the refrigerant of the heat pump 30 transfers the heat to the heat transfer fluid of the receiver circuit 56, which allows a supply of heat to the receiver circuit 56.
  • the heat recovery system 2 thus makes it possible to recover heat from the hot wastewater, for example from bathtubs, showers, washing machines, dishwashers, etc. to use this heat for example in a heating installation. heating, sanitary hot water ...
  • the heat exchanger 6 comprising a heat exchange conduit 20 disposed on the peripheral wall 8 of the holding tank 4 allows efficient recovery of wastewater heat. Indeed, heat that could be lost through the peripheral wall 8 of the holding tank 4 is here captured by the heat transfer fluid of the heat exchange conduit.
  • the heat exchange conduit 20 disposed on the outer surface 8B of the peripheral wall 8 is not fouled by the wastewater contained in the holding tank, which preserves the efficiency of the heat exchanger 6.

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Abstract

Système de récupération de chaleur des eaux usées, comprenant une cuve de rétention (4) pour retenir les eaux usées, la cuve de rétention (4) possédant une paroi périphérique (6) ayant une surface externe (8), et au moins un conduit d'échange de chaleur (20) pour la circulation d'un fluide caloporteur, le conduit d'échange de chaleur (20) s'étendant sur la surface externe (8) de la paroi périphérique (6) pour un échange de chaleur entre les eaux usées et le fluide caloporteur à travers la paroi périphérique (6).

Description

Système de récupération de chaleur des eaux usées amélioré
La présente invention concerne le domaine des systèmes de récupération de chaleur des eaux usées.
Un système de récupération de chaleur des eaux usées permet de récupérer des calories dans les eaux usées générées dans un bâtiment avant de rejeter ces eaux usées dans les réseaux d'évacuation public. Les calories récupérées sont par exemple réutilisées dans une installation technique du même bâtiment. Ceci permet d'améliorer la performance énergétique globale du bâtiment. Le bâtiment est par exemple un bâtiment à usage d'habitation, de bureau, de commerce, d'industrie ou autre.
WO2010136681 A2 divulgue un système de récupération de chaleur des eaux usées, comprenant une cuve de rétention des eaux usées, des échangeurs de chaleurs plongés dans les eaux usées à l'intérieur la cuve et prévu pour la circulation d'un fluide caloporteur.
Un des buts de l'invention est de proposer un système de récupération de chaleur des eaux usées dont l'efficacité soit améliorée.
A cet effet, l'invention propose un système de récupération de chaleur des eaux usées, comprenant une cuve de rétention pour retenir les eaux usées, la cuve de rétention possédant une paroi périphérique ayant une surface externe, et au moins un conduit d'échange de chaleur pour la circulation d'un fluide caloporteur, le conduit d'échange de chaleur s'étendant sur la surface externe de la paroi périphérique pour un échange de chaleur entre les eaux usées et le fluide caloporteur à travers la paroi périphérique.
Le système de récupération de chaleur des eaux usées comprend en option une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- le conduit d'échange de chaleur fait un ou plusieurs tours autour de la cuve de rétention ;
- le conduit d'échange de chaleur s'étend en hélice autour de la cuve de rétention. - le conduit d'échange de chaleur possède une section transversale circulaire, elliptique, rectangulaire ou carré ;
- le conduit d'échange de chaleur est formé par un tuyau ayant une section transversale possédant un côté rectiligne par lequel le tuyau est en contact avec la paroi périphérique de la cuve de rétention ;
- le conduit d'échange de chaleur est en partie délimité par la paroi périphérique de la cuve de rétention ; - la paroi périphérique est circulaire et/ou cylindrique ;
- la cuve de rétention possède une entrée pour les eaux usées située à proximité du haut de la cuve de rétention, et une sortie pour les eaux usées située à proximité du bas de la cuve de rétention ;
- il comprend un dispositif de nettoyage comprenant au moins une buse d'aspersion pour asperger un fluide nettoyant dans la cuve de rétention ;
- il comprend une pompe à chaleur configurée pour prélever de la chaleur au fluide caloporteur.
L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la Figure 1 est une vue schématique d'ensemble d'un système de récupération de chaleur des eaux usées ;
- la Figure 2 est une vue en perspective d'une cuve de rétention des eaux usées du système de récupération de chaleur de la Figure 1 ;
- la Figure 3 est une vue en coupe partielle de la cuve de rétention et d'un conduit d'échange de chaleur s'étendant sur la surface externe d'une paroi périphérique de la cuve ; et
- la Figure 4 est une vue analogue à celle de la Figure 3 et illustrant une variante. Le système de récupération de chaleur 2 des eaux usées de la Figure 1 comprend une cuve de rétention 4 pour retenir temporairement des eaux usées et un échangeur de chaleur 6 pour un échange de chaleur entre les eaux usées retenues dans la cuve de rétention 4 et un fluide caloporteur.
La cuve de rétention 4 est configurée pour retenir temporairement les eaux usées pendant une durée permettant de prélever de la chaleur des eaux usées, avant l'évacuation des eaux usées.
La cuve de rétention 4 possède une paroi périphérique 8 délimitant un volume de rétention des eaux usées. La paroi périphérique 8 présente une surface interne 8A et une surface externe 8B. La cuve de rétention 4 comprend un fond 10 et un couvercle 12.
La cuve de rétention 4 présente une entrée 4A et une sortie 4B pour les eaux usées. L'entrée 4A est raccordée à une conduite d'alimentation 14 pour l'alimentation en eaux usées et la sortie 4B est raccordée à une conduite d'évacuation 16 pour l'évacuation des eaux usées.
La conduite d'alimentation 14 et la conduite d'évacuation 16 sont configurées pour un écoulement gravitaire des eaux usées de la conduite d'alimentation 14 vers la conduite d'évacuation 16. L'entrée 4A de la cuve de rétention 4 se situe dans le haut de cuve de rétention 4 et la sortie 4B de la cuve de rétention 4 se situe dans le bas de la cuve de rétention 4. L'entrée 4A de la cuve de rétention 4 se situe à un niveau supérieur à celui de la sortie 4B de la cuve de rétention 4.
Le système de récupération de chaleur 2 comprend un conduit ou siphon 18 raccordé à la sortie 4B de la cuve de rétention 4. Le siphon 18 s'étend entre la sortie 4B de la cuve de rétention 4 et la conduite d'évacuation 16. Le siphon 18 a une extrémité inférieure 18A raccordée à la sortie 4B de la cuve de rétention 4 et une extrémité supérieure 18B raccordée à la conduite d'évacuation 16.
L'échangeur de chaleur 6 comprend un conduit d'échange de chaleur 20 pour la circulation du fluide caloporteur. Le conduit d'échange de chaleur 20 s'étend sur la surface externe 8B de la paroi périphérique 8, pour un échange de chaleur entre les eaux usées et le fluide caloporteur à travers la paroi périphérique 8 de la cuve de rétention 4.
Le conduit d'échange de chaleur 20 est disposé à l'extérieur de la cuve de rétention 4. Le conduit d'échange de chaleur 20 s'étend sur la surface externe 8B de la paroi périphérique 8.
Le conduit d'échange de chaleur 20 possède une entrée 20A située à proximité du bas de la cuve de rétention 4 et une sortie 20B située à proximité du haut de la cuve de rétention 4.
Comme illustré sur la Figure 1 , de préférence, le conduit d'échange de chaleur 20 est agencé pour que le fluide caloporteur circule le long de la paroi périphérique 8 du bas vers le haut de la cuve de rétention 4. Ainsi, le fluide caloporteur circule à « contre- courant » des eaux usées qui circulent à l'intérieur de la cuve de rétention 4 du haut vers le bas.
Le conduit d'échange de chaleur 20 réalise avantageusement un tour ou plusieurs tours autour de la cuve de rétention 4.
Sur la Figure 1 , le conduit d'échange de chaleur 20 réalise plusieurs tours autour de la cuve de rétention 4. Chaque tour (ou spire) du conduit d'échange de chaleur 20 s'étend sur la paroi périphérique 8 de la cuve de rétention 8. Le conduit d'échange de chaleur 20 s'étend ici en hélice autour de la cuve de rétention 4.
La surface interne 8A de la paroi périphérique 8 est de préférence lisse. Ceci permet de maintenir la propreté de la cuve de rétention 4.
Comme illustré sur la Figure 2, la paroi périphérique 8 est circulaire. Ceci facilite l'enroulement du conduit d'échange de chaleur 20 autour de la paroi périphérique. Cela permet également d'obtenir une surface d'échange étendue rapportée au volume interne de la cuve de rétention 4. De préférence, la paroi périphérique 8 est cylindrique.
Dans un mode de réalisation, comme illustré sur la Figure 3, le conduit d'échange de chaleur 20 est formé par un tuyau 22 de section transversale fermée disposé sur la surface externe 8A de la paroi périphérique 8. L'échange de chaleur entre les eaux usées et le fluide caloporteur s'effectue à travers la paroi périphérique 8 de la cuve de rétention 4 et la paroi du tuyau 22.
Sur la Figure 3, deux tours du même tuyau 22 enroulé en hélice autour de la cuve de rétention 4 sont visibles.
Tel qu'illustré sur la Figure 3, la section transversale du tuyau 22 présente avantageusement un côté rectiligne 24 par laquelle le tuyau 22 est en contact avec la surface externe 8A de la paroi périphérique 8. Le côté rectiligne 24 est plaqué contre la surface externe 8A. Ceci permet d'améliorer les échanges thermiques.
Le tuyau 22 présente par exemple une section transversale rectangulaire à ayant deux grands côtés et deux petits côtés. Le côté rectiligne 24 en contact avec la paroi périphérique 8 est un grand côté.
Dans une variante, le tuyau 22 présente une section transversale oblongue avec deux côtés rectilignes parallèles reliés par deux côtés arrondis, une des deux côté rectiligne étant en contact avec la paroi périphérique 8.
De manière générale, le tuyau 22 peut présenter une section transversale polygonale (rectangle, carré, hexagone...), oblongue, circulaire ou elliptique.
Dans la variante de la Figure 4, le conduit d'échange de chaleur 20 est délimité en partie par la paroi périphérique 8.
Le conduit d'échange de chaleur 20 est délimité entre la paroi périphérique et un profilé 26 de section transversale ouverte disposé sur la surface externe 8B de la paroi périphérique 8 de manière que la paroi périphérique 8 referme le profilé 26.
Le profilé 26 présente par exemple une section transversale en U ayant une âme et deux ailes latérales, le profilé 26 étant fixé par ses ailes latérales sur la paroi périphérique 8.
Tel qu'illustré sur la Figure 4, le profilé présente ici une section en U avec deux rebords 28 par lesquels le profilé 26 est fixé sur la paroi périphérique 8.
En revenant à la Figure 1 , le système de récupération de chaleur 2 comprend une pompe à chaleur 30 configurée pour prélever de la chaleur du fluide caloporteur sortant de l'échangeur de chaleur 6.
La pompe à chaleur 30 permet de transférer du fluide caloporteur sortant de l'échangeur de chaleur 6 vers une application nécessitant un apport de chaleur, telle qu'un système de chauffage d'une habitation, un système de chauffage d'une piscine, un système de chauffage d'eau sanitaire...
La pompe à chaleur 30 comprend un évaporateur 32 un compresseur 34, un condenseur 36 et un détendeur 38 reliés par un circuit de pompe à chaleur 40 pour la circulation d'un fluide frigorigène.
Le circuit de pompe à chaleur 40 comprend une boucle 42 fermée de circulation du fluide frigorigène, passant successivement dans l'évaporateur 32, le compresseur 34, le condenseur 36 et le détendeur 38 pour revenir à l'évaporateur 32.
Le système de récupération de chaleur 2 comprend un circuit de transfert 44 pour la circulation du fluide caloporteur, reliant l'échangeur de chaleur 6 et l'évaporateur 32.
Le circuit de transfert 44 comprend une boucle 46 fermée de circulation du fluide caloporteur passant par l'échangeur de chaleur 6 et l'évaporateur 36. L'évaporateur 36 est configuré pour un échange de chaleur entre le fluide caloporteur du circuit de transfert 44 et le fluide frigorigène du circuit de pompe à chaleur 34. L'évaporateur 36 couple thermiquement le circuit de transfert 44 et le circuit de pompe à chaleur 34.
Le circuit de transfert 44 comprend une pompe de circulation 48 disposés sur la boucle 46 pour forcer la circulation du fluide caloporteur 44 dans le circuit de transfert. La pompe de circulation 48 est disposée ici entre la sortie de l'échangeur de chaleur 6 et l'entrée de l'évaporateur 36.
En option, le circuit de fluide caloporteur 44 comprend un vase d'expansion 50. Le vase d'expansion 50 est ici disposé entre la sortie de l'échangeur de chaleur 6 et la pompe de circulation 46.
En option, le circuit de fluide caloporteur 44 comprend un dispositif de by-pass 52 agencé pour by-passer l'échangeur de chaleur 6.
Le dispositif de by-pass 52 comprend une vanne de by-pass 54 configurée pour commander sélectivement l'écoulement du fluide caloporteur dans l'échangeur de chaleur 6 ou le by-pass de l'échangeur de chaleur 6.
Le dispositif de by-pass 52 comprend un capteur de température 55 configuré pour capter la température du fluide caloporteur à l'entrée de l'évaporateur 36.
La vanne de by-pass 54 est pilotée en fonction du signal de sortie du capteur de température 55. Si la température du fluide caloporteur est suffisante, le dispositif de bypass 52 est fermé et le fluide caloporteur circule dans l'échangeur 6 pour récupérer de la chaleur et la transférer au fluide frigorigène. Si la température du fluide caloporteur est insuffisante, le dispositif de by-pass 52 est ouvert pour éviter une perte de chaleur du fluide caloporteur dans l'échangeur 6. Dans l'exemple illustré, la pompe à chaleur 30 est configurée pour transférer la chaleur à un fluide caloporteur circulant dans un circuit receveur 56 d'une application receveuse.
Le circuit receveur 56 passe par le condenseur 36 qui permet le transfert de chaleur entre le fluide frigorigène de la pompe à chaleur 30 et le fluide caloporteur du circuit receveur 56.
En option, le système de récupération de chaleur 2 comprend un broyeur 58 disposé en amont de l'entrée 4A de la cuve de rétention 4. Le broyeur 58 permet de broyer des éléments solides qui seraient présent dans les eaux usées amenées par la conduite d'alimentation 14.
En option, le système de récupération de chaleur 2 comprend une conduite de by- pass 60 reliant la conduite d'alimentation 14 à la conduite d'évacuation 16 en by-passant la cuve de rétention 4.
Le système de récupération de chaleur 2 comprend une vanne de by-pass 62 permettant commander sélectivement l'écoulement des eaux usées vers la cuve de rétention 4 ou vers la conduite de by-pass 60.
En option, le système de récupération de chaleur 2 comprend un dispositif de nettoyage 64 pour nettoyer l'intérieur de la cuve de rétention 4.
Le dispositif de nettoyage 64 comprend une ou plusieurs buses d'aspersion 66 disposée(s) à l'intérieur de la cuve de rétention 4 et en haut de la cuve de rétention 4. Chaque buse d'aspersion 66 est alimentée par un circuit d'alimentation 68 en fluide nettoyant. Chaque buse d'aspersion 66 est de préférence disposée à un niveau supérieur à celui de la surface libre des eaux usées dans la cuve de rétention 4. Le dispositif de nettoyage 64 comprend ici plusieurs buses d'aspersion 66 alimentée par une rampe d'alimentation du circuit d'alimentation 68.
Avantageusement, le fond 10 de la cuve de rétention 4 présente des parois inclinées convergeant vers un orifice de vidange 70 pour vidanger la cuve. Le système de récupération de chaleur 2 comprend une conduite de vidange 72 raccordée à l'orifice de vidage 70, et une vanne de vidange 74.
Avantageusement, la cuve de rétention 4 est calorifugée pour limiter les pertes thermiques. Elle est ici enveloppée par une enveloppe 76 isolante thermiquement. Le conduit d'échange de chaleur 20 est situé à l'intérieur de l'enveloppe 76.
Le système de récupération de chaleur 2 est logé dans un coffre 78 contenant au moins la cuve de rétention 4 et la pompe à chaleur 32. Le coffre 78 est réalisé de préférence en tôle laquée ou en tôle inoxydable. En fonctionnement, les eaux usées amenées par le conduit d'alimentation 14 sont broyées dans le broyeur 58 puis introduites dans la cuve de rétention 4 par l'entrée 4A. Les eaux usées circulent dans la cuve de rétention 4 vers le bas en se refroidissant progressivement, puis sortent par la sortie 4B et rejoignent le conduit d'évacuation 16 par l'intermédiaire du siphon 18.
Le fluide caloporteur circule dans le conduit d'échange de chaleur 20 de T'échangeur de chaleur 6 en échangeant de la chaleur avec les eaux usées au travers de la paroi périphérique 8 de la cuve de rétention 4. Le fluide caloporteur se réchauffe dans l'échangeur de chaleur 6.
Le fluide caloporteur circule ensuite dans l'évaporateur 32 dans lequel il cède des calories au fluide frigorigène de la pompe à chaleur 30. Le fluide frigorigène de la pompe à chaleur 30 cède les calories au fluide caloporteur du circuit receveur 56, ce qui permet un apport de chaleur au circuit receveur 56.
Le système de récupération de chaleur 2 permet ainsi de récupérer de la chaleur des eaux usées chaudes, provenant par exemple de baignoires, de douches, de lave- linge, de lave-vaisselle... pour utiliser cette chaleur par exemple dans une installation de chauffage, d'eau chaude sanitaire...
L'échangeur de chaleur 6 comprenant un conduit d'échange de chaleur 20 disposé sur la paroi périphérique 8 de la cuve de rétention 4 permet une récupération efficace de la chaleur des eaux usées. En effet, de la chaleur qui pourrait être perdue à travers la paroi périphérique 8 de la cuve de rétention 4 est ici captée par le fluide caloporteur du conduit d'échange de chaleur.
Le conduit d'échange de chaleur 20 disposé sur la surface externe 8B de la paroi périphérique 8 n'est pas encrassé par les eaux usées contenu dans la cuve de rétention, ce qui préserve l'efficacité de l'échangeur de chaleur 6.
En outre, il est possible de prévoir une surface interne 8A lisse facilitant le nettoyage de la cuve de rétention 4, et préservant l'efficacité de l'échangeur de chaleur 6. Ce nettoyage peut être réalisé facilement de manière automatique au moyen d'un dispositif d'aspersion, sans intervention manuelle à l'intérieur de la cuve de rétention 4.

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Système de récupération de chaleur des eaux usées, comprenant une cuve de rétention (4) pour retenir les eaux usées, la cuve de rétention (4) possédant une paroi périphérique (6) ayant une surface externe (8), et au moins un conduit d'échange de chaleur (20) pour la circulation d'un fluide caloporteur, le conduit d'échange de chaleur (20) s'étendant sur la surface externe (8) de la paroi périphérique (6) pour un échange de chaleur entre les eaux usées et le fluide caloporteur à travers la paroi périphérique (6).
2. - Système de récupération de chaleur des eaux usées selon la revendication 1 , dans lequel le conduit d'échange de chaleur (20) fait un ou plusieurs tours autour de la cuve de rétention (4).
3. - Système de récupération de chaleur des eaux usées selon la revendication 1 , dans lequel le conduit d'échange de chaleur (20) s'étend en hélice autour de la cuve de rétention (4).
4.- Système de récupération de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le conduit d'échange de chaleur (20) possède une section transversale circulaire, elliptique, rectangulaire ou carré.
5. - Système de récupération de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le conduit d'échange de chaleur (20) est formé par un tuyau ayant une section transversale possédant un côté rectiligne par lequel le tuyau est en contact avec la paroi périphérique de la cuve de rétention.
6. - Système de récupération de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le conduit d'échange de chaleur (20) est en partie délimité par la paroi périphérique (6) de la cuve de rétention (4).
7.- Système de récupération de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la paroi périphérique (6) est circulaire et/ou cylindrique.
8. - Système de récupération de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la cuve de rétention (4) possède une entrée (4A) pour les eaux usées située à proximité du haut de la cuve de rétention (4), et une sortie (4B) pour les eaux usées située à proximité du bas de la cuve de rétention (4).
9. - Système de récupération de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un dispositif de nettoyage comprenant au moins une buse d'aspersion (66) pour asperger un fluide nettoyant dans la cuve de rétention.
10. - Système de récupération de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une pompe à chaleur (40) configurée pour prélever de la chaleur au fluide caloporteur.
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