Procédé de production d'eau réfrigérée et d'eau chaude et fontaine d'eau réfrigérée et d'eau chaude

Abstract

 Procédé et installation pour la production d'eau réfrigérée et d'eau chaude au moyen d'une fontaine disposant de deux réservoirs 1,2 dont chacun coopère avec une cellule à effet Peltier 5,6 et qui sont munis de robinets 3,4 de débit individuel ou simultané d'eau réfrigérée et d'eau chaude.
Le réservoir 1 d'eau réfrigérée est en contact avec la face froide 5a de la cellule 5 et le réservoir 2 d'eau chaude est en contact avec la face chaude 6a de la cellule 6.
La chaleur produite à la face chaude 5b de la cellule 5 est transférée à la cellule 6 en contact avec le réservoir 2 d'eau chaude au moyen d'un échangeur 7, qui est un corps solide, bon conducteur de la chaleur.
L'invention peut s'appliquer à des liquides consommables, tels que thé ou café, portés à une large gamme de températures.

Description

[0001] La présente invention a pour l'objet un procédé de réfrigération et de chauffage de liquides consommables, tels que eau, boissons et autres, et plus particulièrement la production et la distribution d'eau réfrigérée et d'eau chaude à volonté au moyen d'une fontaine, l'eau tempérée étant généralement livrée dans des bonbonnes placées à l'envers sur le distributeur.

[0002] Une telle fontaine de capacité de l'ordre de 5 litres destinée à être placée, p.ex. dans les offices et les commerces, doit être d'un encombrement compatible sur le lieu de son installation elle doit, de ce fait, avoir des dimensions réduites.

[0003] On connaît déjà des fontaines fournissant de l'eau réfrigérée et de l'eau chaude, comme par exemple celle décrite dans le brevet russe n° RU 2 121 635. Selon ce brevet, la distribution se fait au moyen de deux réservoirs, dont celui destiné à fournir de l'eau réfrigérée est en contact avec la face froide d'une cellule à effet Peltier, tandis que l'eau destinée au réservoir d'eau chaude, est préchauffée par échange indirect de chaleur avec celle fournie par la face chaude de la cellule ci-mentionnée.

[0004] Ainsi, les calories dissipées par la cellule du bac d'eau froide ne sont disponibles que lors du processus de réfrigération s'opérant dans le bac d'eau froide. On ne peut donc obtenir de préchauffage au moyen d'une cellule unique, que lorsqu'on produit en même temps de l'eau fraîche.

[0005] En outre, le chauffage substantiel de l'eau du réservoir d'eau chaude s'effectue au moyen d'une résistance électrique plongée directement dans le réservoir d'où le danger de contamination.

[0006] La demande de brevet japonais n° 10038431 décrit une installation volumineuse de purificateur d'eau pour usages domestiques et professionnels qui dispose des moyens pour la production d'eau fraîche et d'eau chaude à l'aide de deux générateurs contenant chacun une cellule à effet Peltier. L'eau purifiée accomplissant son rôle dans l'émission et dans l'absorption calorifique dans les éléments Peltier, retourne dans le réservoir de purification et de stockage et remplit dans ce circuit fermé le rôle indispensable de caloporteur.

[0007] Un tel encombrement de l'espace accordé à la fontaine est tout à fait incompatible avec la nécessité de conserver un espace qui reste dans les limites de place attribuée à des fontaines à l'usage actuellement.

[0008] La présente invention porte tout particulièrement sur la réalisation d'une fontaine permettant une économie importante d'espace tout en conservant des performances techniques et économiques en progrès.

[0009] Elle a pour l'objet un procédé de production d'eau réfrigérée et d'eau chaude au moyen d'une fontaine à usage domestique disposant de deux réservoirs séparés, dont chacun coopère avec une cellule à effet Peltier et qui sont munis de robinets de débit individuel ou simultané d'eau réfrigérée et d'eau chaude, chaque réservoir communiquant respectivement avec une face froide ou une face chaude de sa cellule.

[0010] Elle est caractérisée en ce que la chaleur produite à la face chaude de la cellule appartenant au réservoir d'eau réfrigérée est transférée au moyen d'un échangeur de chaleur à la cellule appartenant au réservoir d'eau chaude.

[0011] L'échangeur est de préférence une pièce en matériau présentant une bonne conductivité thermique, par exemple en aluminium ou en alliage d'aluminium, en forme de pont thermique conduisant la chaleur accumulée à la face chaude de la cellule du réservoir d'eau réfrigérée vers la face froide de la cellule du réservoir d'eau chaude. Il peut être muni des ailettes de refroidissement.

[0012] L'eau tempérée en provenance de la bonbonne remplit le réservoir d'eau froide. A sa partie supérieure, à l'endroit où cette eau n'a pas encore subi le refroidissement programmé, débouche une conduite par laquelle l'eau en dérivation s'écoule vers le réservoir d'eau chaude et le remplit.

[0013] De préférence, l'échangeur coopère avec un ventilateur, dont le fonctionnement asservi à un thermocouple inséré dans l'échangeur permet de réguler la température obtenue après échange.

[0014] Selon une forme préférée de réalisation, la température de l'eau chaude disponible dans le réservoir est réglée par la tension électrique que l'on applique aux bornes de la cellule.

[0015] Selon une autre forme préférentielle de réalisation, la température d'eau réfrigérée disponible dans le réservoir est pilotée au moyen d'une sonde de température placée au contact avec la paroi extérieure du réservoir d'eau froide, l'alimentation de la cellule étant asservie au fonctionnement de ladite sonde de température.

[0016] L'invention a également pour l'objet une fontaine d'eau réfrigérée et d'eau chaude disposant de deux réservoirs séparés dont chacun coopère avec une cellule à effet Peltier et qui est caractérisée en ce qu'un échangeur en forme de barre, de pont ou d'entretoise conduisant la chaleur relie une face chaude de la cellule d'un réservoir à une face froide de la cellule de l'autre réservoir.

[0017] L'invention a également pour l'objet une installation pour la production selon les procédés sus-nommés de liquides consommables, en particulier tels que du thé, du café ou autres boissons pouvant être servis à volonté chauds, frais ou réfrigérées.

[0018] D'autres caractéristiques apparaîtront à la lumière de la description qui suit d'un mode de réalisation du procédé et qui est illustré par la figure décrivant l'installation et son mode de fonctionnement.

[0019] Celle-ci comprend un réservoir 1 servant de cuve d'eau réfrigérée et un réservoir 2 d'eau chaude. Sur le réservoir 1 est placée une bonbonne 8 d'environ 5 litres d'eau et dont le col inversé pénètre dans le réservoir après perçage d'un bouchon non représenté.
La capsule 13 est munie d'un évent 9 pour la rentrée d'air.

[0020] L'eau tempérée en provenance de la bonbonne remplit le réservoir d'eau froide 1. A la partie supérieure du réservoir débouche une conduite 10 par laquelle de l'eau fraîche, c'est-à-dire de l'eau n'ayant pas encore subi l'effet de refroidissement, s'écoule pour se déverser et remplir le réservoir 2 d'eau chaude. Près de l'endroit où débouche le courant d'eau fraîche de la bonbonne est placé un déflecteur 11 conduisant ledit courant vers la conduite 10.

[0021] Les robinets 3 et 4 débitent l'eau réfrigérée et l'eau chaude à volonté, simultanément ou individuellement.
   Les cellules 5 et 6 à effet Peltier sont placées au contact direct des parois extérieures de cuves métalliques 1 et 2.

[0022] Elles sont placées à effets inversés, c'est-à-dire avec la face froide 5a au contact de la cuve 1 et avec la face chaude 6a au contact de la cuve 2.

[0023] Les faces de modules 5 et 6, opposées à celles au contact de parois extérieures de cuves, c'est-à-dire la face chaude 5b de la cellule 5 et la face froide 6b de la cellule 6 sont reliées entre elles par un échangeur 7 qui est un corps solide, par exemple une barre ou un pont thermique en aluminium ou en alliage d'aluminium, présentant une bonne conductivité thermique, de façon à transférer au moyen de l'échangeur 7 les calories rejetées par la cellule 5 à la cellule 6 afin d'accroître le rendement thermique de l'opération.
   Un tel échangeur 7 est muni d'ailettes 7a et d'un ventilateur 12.

[0024] Une sonde de température T1insérée dans l'échangeur 7 permet de réguler la température de l'échangeur pour éviter sa surchauffe, grâce au ventilateur dont le fonctionnement est asservi à la sonde de température T1. Ainsi, la sonde de température T1 sert à maintenir la température de l'échangeur à une température optimum permettant à la cellule à effet Peltier (6) du réservoir (2) d'eau chaude de fonctionner avec le meilleur rendement calorifique.

[0025] La température de l'eau chaude est régulée par la tension électrique appliquée aux bornes de la cellule (6).

[0026] Ainsi, cette cellule permet, par sa fonction de barrière thermique, d'élever la température de l'eau du réservoir 2 à la valeur désirée.

[0027] L'alimentation de la cellule 5 est asservie à la sonde de température T2 placée au contact de paroi du réservoir 1 d'eau réfrigérée. La température ainsi relevée peut par exemple piloter la durée de fonctionnement de la cellule 5 à effet Peltier, afin de couper le courant, lorsqu'il y a danger de la formation de cristaux de glace.

[0028] L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit à titre d'exemple mais elle s'applique à toutes les formes de réalisation à la portée de l'homme de l'art.

[0029] Elle garde toute son utilité, car elle permet par le caractère compact de sa forme de réaliser les distributions d'eau réfrigérée et d'eau chaude, simultanément ou individuellement, dans un lieu d'utilisation de dimensions à peine supérieures à celles servant soit de l'eau réfrigérée soit de l'eau chaude.

Revendications

1. Procédé de réfrigération et de chauffage de liquides consommables, tels que eau, boissons et autres, au moyen de deux réservoirs séparés (1,2), dont chacun coopère avec une cellule à effet Peltier (5,6) et qui sont munis de robinets (3,4) de débit individuel ou simultané de liquide réfrigéré ou de liquide chaud, chaque réservoir communiquant respectivement avec une face froide (5a) ou une face chaude (6a) de sa cellule, caractérisé en ce que la chaleur produite à la face chaude (5b) de la cellule appartenant au réservoir (1) de liquide réfrigéré est transférée au moyen d'un échangeur de chaleur (7) à la cellule (6) appartenant au réservoir de liquide chaud.

2. Procédé selon la revendication 1 de production d'eau réfrigérée et d'eau chaude au moyen d'une fontaine à usage domestique disposant de deux réservoirs séparés (1,2), dont chacun coopère avec une cellule à effet Peltier (5,6) et qui sont munis de robinets (3,4) de débit individuel ou simultané d'eau réfrigérée et d'eau chaude, chaque réservoir communiquant respectivement avec une face froide (5a) ou une face chaude (6a) de sa cellule, caractérisé en ce que la chaleur produite à la face chaude (5b) de la cellule appartenant au réservoir (1) d'eau réfrigérée est transférée au moyen d'un échangeur de chaleur (7) à la cellule (6) appartenant au réservoir d'eau chaude (2).

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'échangeur (7) est une pièce en matériau présentant une bonne conductivité thermique en forme de pont thermique conduisant la chaleur accumulée à la face chaude (5b) de la cellule du réservoir (1) vers la face froide (6b) de la cellule 6 du réservoir d'eau chaude (2).

4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'échangeur est en aluminium ou en alliage d'aluminium.

5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'échangeur est muni d'ailettes de refroidissement.

6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'eau tempérée en provenance de la bonbonne (8) remplit le réservoir (1), à la partie supérieure duquel débouche une conduite 10) par laquelle l'eau tempérée en provenance directe de la bonbonne s'écoule pour remplir le réservoir (2) d'eau chaude.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un déflecteur (11) dirige une partie d'eau tempérée en direction de la conduite (10).

8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'échangeur (7) coopère avec un ventilateur (12), dont le fonctionnement, asservi à une sonde de température T1 inséré dans l'échangeur, sert à maintenir la température de l'échangeur à une température optimum permettant à la cellule à effet Peltier (6) du réservoir (2) d'eau chaude de fonctionner avec le meilleur rendement calorifique.

9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la température de l'eau chaude disponible dans le réservoir (2) est réglée par la tension électrique que l'on applique aux bornes de la cellule (6).

10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'alimentation de la cellule (5) du réservoir (1) d'eau froide est asservie à une sonde de température T2 en contact avec la paroi du réservoir (1) d'eau réfrigérée.

11. Fontaine d'eau réfrigérée et d'eau chaude disposant de deux réservoirs (1,2) séparés dont chacun coopère avec une cellule (5,6) à effet Peltier, caractérisé en ce qu'un échangeur (7), en forme de barre ou de pont conduisant la chaleur, relie une face chaude (5b) de la cellule d'un réservoir à une face froide (6b) de la cellule de l'autre réservoir.

Dessins