Système pour économiser l'eau rejetée pendant qu'on attend l'arrivée de l'eau chaude dans les installations de distribution d'eau chaude

Abstract

 Le système décrit permet à une habitation unifamiliale de 4 occupants, une économie journalière d'eau, qui peut être comprise entre 10 et 100 litres, selon la distance entre la chaudière et le lieu d'utilisation de l'eau, et selon les spécificités d'utilisation de l'eau des habitants. Ceci peut solutionner quelques problèmes de manque d'eau, en temps de sècheresse.
De plus en plus, l'eau est un bien précieux, et ce système devient un accessoire important dans n'importe quelle habitation avec chaudière individuelle.

Description

OBJET DE L'INVENTION

[0001] Le présent mémoire descriptif se réfère à une demande de Brevet d'Invention relatif a un seul système qui détient les deux particularités différentes :

• Economie totale de l'eau qui, normalement se rejette à l'égout quand on ouvre le robinet d'eau chaude, et on attend l'arrivée de l'eau à la température désirée.
• Economie de la plus grande partie de l'énergie calorique consommée pour chauffer l'eau qu'on laisse dans le tuyau qui apporte le fluide, depuis le chauffe-eau jusqu'à l'utilisateur, lorsque ce dernier a fini l'utilisation.

SECTEUR DE L'INVENTION

[0002] L'invention se situe dans le secteur technique de plomberie, ou installation hydraulique dans les lieux d'habitation, appartements, maisons, industries, locaux sociaux, locaux publics et administrations.

ETAT DE LA TECHNIQUE

[0003] Les métiers de l'installation de tuyaux de distribution d'eau ne tiennent généralement pas en compte la perte d'eau et d'énergie que le client consent dans les premiers moments de chaque service, pendant l'usage de l'eau chaude. Il s'agit de deux gaspillages différents qui peuvent être contrôlés en grande partie, grâce à l'application du système décrit dans cette demande.

• Au moment de faire usage de l'eau chaude, l'utilisateur ouvre le robinet d'eau chaude, et se dispose à attendre que l'eau servie soit à la température désirée. Pendant cette attente, un volume d'eau supérieur au volume contenu dans le tuyau qui va du chauffe-eau jusqu'au robinet, est rejeté à l'égout.
• Quand l'utilisateur a fini sa consommation d'eau désirée, le tuyau qui va du chauffe-eau jusqu'au robinet se trouve plein d'eau à température maximale. Si persone ne fait plus usage de l'eau chaude pendant un long moment, l'eau refroidit naturellement, et par conséquent, l'énergie nécessaire au chauffage de cette eau, est perdue.

[0004] Ce gaspillage n'a pas été considéré jusqu'à aujourd'hui. Il peut représenter quelques dizaines de litres par jour, surtout dans les lieux d'habitation grands, où le système de chauffage de l'eau est très loin du point de consommation.

ANTECEDENTS DE L'INVENTION

[0005] Le sollicitant n'a aucune information sur des systèmes usés pour l'économie de l'eau qui se rejette initialement en attendant que l'eau arrive à la température souhaitée après ouverture du robinet.

[0006] Dans les grands ensembles comme les hôtels ou grands immeubles à distribution collective, est utilisé un système de rapprochement de l'eau chaude distribuée, du point d'usage. Il s'agit d'un conduit en circuit fermé, isolé thermiquement, dans lequel on établit un courant d'eau qui passe par la chaudière. Tout le tuyau se trouve donc en permanence à haute température, et celui-ci passe près des points de consommation. Quand on fait usage de l'eau chaude le gaspillage d'eau n'est pas important.

[0007] A fin de situer l'invention, nous décrirons le système de chauffage et usage de l'eau chaude dans une installation unifamiliale.

[0008] En figure 1 nous pouvons voir un système traditionnel de chauffage et utilisation au moyen d'un accumulateur électrique (cumulus). En (1) l'entrée d'eau servie par le fournisseur se divise en (2), en deux voies : la première est constituée par le système de chauffage (4), accumulation (5) et utilisation (7), et la deuxième constituée par le tuyau d'utilisation d'eau froide (8).

[0009] Le réservoir (5) est plein d'eau chaude, ou en cours de chauffage. La valve anti retour (3) empêchera l'eau chaude contenue dans le réservoir, de reculer et revenir vers le fournisseur, ou bien de sortir par le tuyau d'eau froide, dans certains cas d'anomalies de fonctionnement.

[0010] En ouvrant le robinet (10), l'eau froide servie par le fournisseur pénètre dans le réservoir (5), pendant que la même quantité d'eau chaude sort par (6). L'utilisateur doit attendre en (25), que l'eau qui coule soit chaude. En ouvrant le robinet (9), on n'utilise pas le circuit de chauffage, et on obtient de l'eau froide en (25), par le conduit (8).

[0011] Dans le cas de chauffage de l'eau par un combustible, avec réserve d'eau chaude, le système figure 2, est très semblable, et l'explication est la même.

[0012] Dans le cas d'utilisation d'un système de chauffage sans accumulation d'eau chaude, on considère que l'eau est chauffée instantanément, et une fois l'écoulement s'arrête, il reste très peu d'eau chaude dans le chauffe-eau. Le système de fonctionnement est presque identique :

En figure 3 nous pouvons voir un système traditionnel de chauffage d'eau et utilisation au moyen d'une chaudière à combustion, sans accumulateur d'eau chaude. Le fonctionnement est le même que dans la figure 2, sans l'accumulateur (5).

DESCRIPTION DE L'INVENTION

[0013] En figure 4 nous expliquons le système avec chauffage de l'eau avec résistance électrique, et en figure 5 avec chauffage à combustion. Les deux systèmes possèdent une réserve ou accumulation d'eau chaude. En figure 6 nous expliquons le système avec chauffage à combustion et sans réserve d'eau chaude.

[0014] La présente invention propose d'installer une pompe électrique réversible (13), un réservoir additionnel isolé thermiquement (11) et un système électronique (14) comprenant plusieurs capteurs (12) (19) (24) qui permettront de connaitre la température de l'eau en divers points, et le capteur (20) qui permettra de savoir s'il existe un mouvement d'eau dans le tuyau.

[0015] Pendant l'installation, la valve anti retour (3)(figures 1-2-3) qui est installée par certains fabricants à l'entrée du réservoir d'eau chaude sera déplacé en (3)(figures 4-5-6), afin d'intéresser toute l'installation de l'habitation, permettant ainsi que le liquide puisse circuler dans les deux directions dans le réservoir (5).

• Phase 1: début de l'utilisation de l'eau chaude

[0016] Le futur utilisateur de l'eau chaude, n'ouvre pas le robinet directement mais il effectue la commande électronique (15) située dans le système électronique (14). Le système électronique (14) met en mouvement la pompe (13) de manière à établir une circulation interne d'eau dans la direction (17), sans aucune sortie d'eau à l'extérieur, et par conséquent sans gaspillage d'eau. L'eau à température ambiante, contenue dans les conduits, entrera dans le réservoir (5). L'eau chaude sortira par la sortie (6) du réservoir (5) et avancera progressivement par le conduit (7) jusqu'au détecteur (19). Ce détecteur (19) permettra au système électronique (14) de connaitre l'arrivée de l'eau chaude et d'arrêter le fonctionnement de la pompe (13), arrêtant ainsi la circulation interne de l'eau. Le système électronique (14) avertira l'utilisateur moyennant des signaux lumineux ou acoustiques, que l'eau chaude se trouve à sa disposition.

• Phase 2: usage continu

[0017] L'utilisateur fera usage de l'eau normalement, en ouvrant à volonté les robinets (9)(10), en obtenant en (25) l'eau à la température désirée, sans aucune différence par rapport à l'usage avec une installation sans ce système d'économie. Une fois terminé l'usage de l'eau, l'utilisateur fermera les robinets (9)(10), de l'eau chaude et froide.

• Phase 3: après utilisation avec deux possibiltés

Possibilité première:

[0018] L'utilisateur active la commande (16) du système électronique (14) grâce à laquelle le système électronique met en marche la pompe à eau (13) dans le sens inverse à l'initial, établissant ainsi une circulation d'eau dans la direction (18), qui retirera l'eau chaude du tuyau, pour la stocker dans le réservoir, sans aucune perte d'eau, et avec la finalité de ne pas perdre l'énergie calorique qui restera dans le réservoir accumulateur (5). La réserve d'eau (11), qui peut être constituée par un morceau de tube isolé thermiquement (21), de section supérieure au conduit normal de l'installation, a pour fonction d'accumuler l'eau légèrement chaude qui sortira du réservoir (5) pendant cette phase. L'eau qui sort par la partie basse de ce réservoir est en phase de chauffage, ce qui fait que l'énergie calorique qui se transfère au réservoir additionnel (11) est petite, et ne se perdra pas si l'isolement de ce réservoir est soigné. Le réservoir (5) peut être fabriqué pour que le volume d'eau qui ressort du réservoir dans la direction (18), n'ait pas été chauffé pendant le procès d'utilisation normale, et par conséquent le réservoir additionnel (11) ne sera pas nécessaire. De toute façon la perte d'énergie calorique pendant cette opération de recul est minimale.

Possibilité deuxième:

[0019] L'utilisateur ne désire pas ou bien ne se souvient pas d'effectuer la commande (16), ce qui provoquerait la perte de l'énergie calorique dans le tube (7). Le système électronique (14), de manière automatique, temporisée, provoquera la mise en marche de la pompe (13) après un temps ajustable, ou quand il a détecté que la température de l'eau est en train de diminuer, ou bien quand il a détecté grâce au capteur de flux (20), que l'eau n'est pas utilisée depuis un temps ajustable.
Cette mise en marche automatique établira un flux dans la direction (18), comme il est décrit dans la possibilité première.

[0020] Ce flux d'eau destiné à l'économie thermique s'arrêtera automatiquement grâce au système électronique (14), s'arrêtera automatiquement quand il détectera que la température au détecteur (12) se trouve proche de la température au détecteur (19), ou bien moyennant un temporisateur qui peut être inclus dans le même système électronique. Ce temporisateur peut être à temps ajustable ou intelligent. Il peut mesurer et retenir le temps utilisé pour faire arriver l'eau chaude dans la phase 1, et faire fonctionner la pompe en sens inverse pendant le même temps.

Revendications

1. Système destiné à économiser l'eau ou fluide qui se rejette pendant l'attente de l'eau ou fluide chauffés par le système de chauffage (4) et (5) jusqu'à l'utilisateur en (25), caractérisé par une pompe hydraulique (13), qui, les robinets (9)(10) étant fermés, fait circuler l'eau ou fluide de manière interne dans la direction (17), en faisant arriver l'eau ou fluide chauds jusqu'au point interne (26) le plus proche à l'utilisateur, sans qu'ils sortent au milieu ambiant.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé par une pompe hydraulique (13), de condition réversible, permettant aussi, quand les robinets (9)(10) sont fermés, de faire circuler l'eau ou fluide dans la direction (18), pour réintroduire l'eau chaude contenue dans les tubes, dans le réservoir (5).

3. Système selon la revendication 1, caractérisé par un système électronique (14) avec des détecteurs de température (12) (19) (24) y de flux (20) qui gèrent le meilleur usage de la pompe de circulation (13), en permettant à l'utilisateur d'établir le fonctionnement et graduer la température de l'eau.

4. Système selon la revendication 1, caractérisé par l'utilisation du système électronique (14), du détecteur de flux ou pression (20) et d'une vanne hydraulique (27) qui met en marche automatiquement la pompe (13) dans la direction (17), et coupe le passage de l'eau à l'extérieur quand le système électronique (14) détecte par le détecteur de flux ou de pression (20) que l'on a ouvert le robinet d'eau chaude. La vanne hydraulique (27) sera maintenue fermée jusqu'a ce que l'eau chaude arrive au point (26), et s'ouvrira après, pour permettre l'utilisation normale.

5. Système selon la revendication 1, caractérisé par l'utilisation de la pompe (13) et du système électronique (14) pour obtenir la température d'eau désirée à son point d'usage (25), en ouvrant le robinet (10) et sans nécessité d'ouvrir le robinet (9), de manière que le système électronique (14) en réglant le flux de la pompe (13) fera écouler vers le robinet (10) plus ou moins d'eau froide dans la direction (18) du tube (8) à fin d'effectuer un mélange d'eau ou fluide à la température désirée.

6. Système selon la revendication 1, caractérisé par un robinet spécial, thermostatique, qui comporte les fonctions nécessaires pour le fonctionnement global, sans nécessité d'ajouter un circuit électronique.

7. Système selon la revendication 1, caractérisé par l'installation d'un petit réservoir d'eau (11), isolé thermiquement (21), pour stocker l'eau légèrement chaude, qui sort de la chaudière (5) quand on effectue le mouvement en sens inverse (18), constitué par un réserve de volume légèrement supérieure au contenu du conduit (7) qui va de la sortie de la chaudière, jusqu'au lieu d'utilisation d'eau le plus lointain de l'habitation.

8. Système selon la revendication 1, caractérisé par l'utilisation d'un détecteur de température (24), qui permet au système électronique (14) de connaître la température de l'eau qui sort par le robinet d'eau chaude (10). Avec le robinet d'eau froide fermé, et moyennant la modulation de fonctionnement de la pompe (13) pilotée par le système électronique (14) on obtient une température d'eau souhaitée et stable dans la sortie d'eau chaude (10). La température peut être réglée moyennant un potentiomètre situé dans le système électronique (14), à disposition de l'utilisateur.

9. Système selon la revendication 1, caractérisé par l'utilisation de vannes électriques au lieu des robinets (9) et (10), ou en plus de ceux-ci, commandés par le système électronique (14), pour ne pas permettre l'utilisation d'eau avant qu'elle n'arrive à la température correcte à son point final. La finalité est l'économie dans les lieux de fréquentation publique ou dans les cas de mauvais usage systématique, comme par exemple ouvrir souvent le robinet d'eau chaude pour une petite utilisation, et ne pas attendre l'arrivée de l'eau chaude. Dans ces cas l'eau est chauffée et elle n'arrive pas aux mains de l'utilisateur.

10. Système selon la revendication 1, caractérisé par l'utilisation du système électronique (14), et le détecteur (20) pour mesurer le temps nécessaire depuis que la pompe se met en marche dans la direction (17), jusqu'à ce que l'eau chaude arrive au point (26) ; une fois finalisée l'utilisation de l'eau chaude, la pompe (13) sera mise en marche en sens contraire, dans la direction (18) pendant le temps mesuré, de façon à retourner l'eau chaude contenue dans le tube (7) au réservoir (5). Dans ce cas on n'a besoin que d'un détecteur de température, ce qui simplifie l'installation.

Dessins