FR3058784A1 - Systeme de rafraichissement d'un batiment - Google Patents

Abstract

Système de rafraîchissement destiné à produire une eau rafraîchie en vue du rafraîchissement de l'intérieur d'un bâtiment (B), comportant un réservoir (8) destiné à être disposé dans un vide sanitaire (2) dudit bâtiment (B), ledit réservoir (8) comportant une emprise importante au sol et étant destiné à être en contact thermique avec le sol (S), ledit réservoir (8) étant destiné à être rempli partiellement d'eau et partiellement d'air, des moyens aptes à maintenir la présence d'une couche d'air au-dessus de l'eau, des ventilateurs (30) assurant la circulation de l'air entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir de sorte à provoquer le refroidissement de l'eau par évaporation et échange thermique sensible et des moyens de connexion à un plancher rafraichissant (6) en vue de rafraîchir le bâtiment.

Description

Titulaire(s) : COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES Etablissement public, UNIVERSITE SAVOIE MONT BLANC Etablissement public.

Demande(s) d’extension

Mandataire(s) : BREVALEX Société à responsabilité limitée.

164/ SYSTEME DE RAFRAICHISSEMENT D'UN BATIMENT.

FR 3 058 784 - A1

16// Système de rafraîchissement destiné à produire une eau rafraîchie en vue du rafraîchissement de l'intérieur d'un bâtiment (B), comportant un réservoir (8) destiné à être disposé dans un vide sanitaire (2) dudit bâtiment (B), ledit réservoir (8) comportant une emprise importante au sol et étant destiné à être en contact thermique avec le sol (S), ledit réservoir (8) étant destiné à être rempli partiellement d'eau et partiellement d'air, des moyens aptes à maintenir la présence d'une couche d'air au-dessus de l'eau, des ventilateurs (30) assurant la circulation de l'air entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir de sorte à provoquer le refroidissement de l'eau par évaporation et échange thermique sensible et des moyens de connexion à un plancher rafraîchissant (6) en vue de rafraîchir le bâtiment.

SYSTEME DE RAFRAICHISSEMENT D'UN BATIMENT

DESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE ET ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE

La présente invention se rapporte à un système de rafraîchissement d'un bâtiment, notamment d'un bâtiment résidentiel ou tertiaire.

Afin de rafraîchir de manière active l'intérieur d'un bâtiment, il existe plusieurs types de machines :

Les machines frigorifiques à compression ou pompe à chaleur, elles utilisent un cycle frigorifique avec une compression le plus souvent réalisée à l'aide d'un appareil électrique. Celles-ci sont très efficaces mais l'étape de compression est très consommatrice d'énergie. En outre, un gaz frigorigène est mis en oeuvre dans le cycle frigorifique qui est susceptible de fuir. Or les fuites augmentent encore le bilan carbone des machines frigorifiques.

Les machines à ab/ad sorption: le principe de fonctionnement de ces machines consiste à pulvériser de l'eau en fines gouttelettes dans un récipient sous vide. Du fait de la basse pression, l'eau s'évapore. De l'eau liquide circule dans un circuit traversant le récipient, cette eau est alors refroidie. Un sorbant est disposé dans le récipient et recrée ou maintient le vide. Ces machines ont des rendements meilleurs que ceux des machines frigorifiques mais leur mise en oeuvre et leur entretien sont souvent très complexes.

Les machines adiabatiques : celles-ci utilisent la puissance prélevée dans leur milieu par l'évaporation d'un fluide, le plus souvent de l'eau. On peut distinguer les machines directes et les machines indirectes. Les machines directes pulvérisent des gouttelettes d'eau dans un flux d'air, l'évaporation est provoquée puis l'air humide froid est directement envoyé dans le local à rafraîchir. Mais elles sont peu adaptées aux systèmes de ventilation pavillonnaire classiques car ceux-ci sont généralement équipés de systèmes de ventilation simple flux extrayant de l'air de l'intérieur du bâtiment vers l'extérieur. Ces systèmes ne sont donc pas adaptés pour envoyer l'air humide froid dans le bâtiment. Par ailleurs, le fait d'envoyer de l'air humide directement dans le bâtiment augmente sensiblement le taux d'humidité dans le bâtiment. Les machines adiabatiques indirectes utilisent le même principe que les machines adiabatiques directes, mais l'air extrait de la maison est humidifié et refroidit l'air entrant dans la maison via un échangeur d'une ventilation double flux. Mais ces machines montrent leurs limites en cas de fortes sollicitations ou de conditions extérieures peu propices à l'évaporation. Par exemple, en période de canicule ces systèmes arrivent difficilement à atteindre des niveaux de température acceptable.

Les roues à dessiccation ; celles-ci fonctionnent sur le même principe que les machines adiabatiques mais utilisent en outre un élément déshydrateur qui permet de contrôler l'humidité de l'air. Les sels ont besoin d'être régénérés par chauffage pour garder leur pouvoir de déshydratation.

Il existe également des systèmes faisant circuler de l'eau sur une toiture d'un bâtiment pour évaporer et rafraîchir l'eau avant stockage dans une cuve enterrée. D'une part ces systèmes présentent un coût de mise en oeuvre relativement important. D'autre part, lorsque l'évaporation a lieu à l'extérieur, une part importante de l'énergie de cette évaporation n'est pas valorisée puisqu'elle est dissipée dans l'air ambiant.

EXPOSÉ DE L'INVENTION

C'est par conséquent un but de la présente invention d'offrir un système de rafraîchissement de bâtiment présentant une bonne efficacité tout en étant de réalisation relativement simple et de prix de revient réduit par rapport aux systèmes existants.

Le but énoncé ci-dessus est atteint par un système destiné à être disposé dans un vide sanitaire d'un bâtiment, comportant un réservoir présentant une emprise au sol importante, le fond inférieur du réservoir étant destiné à être en contact thermique avec le sol. Le réservoir est destiné à être rempli en partie d'eau et des moyens assurant un refroidissement au moins par évaporation de l'eau dans le réservoir grâce à une circulation d'air de l'environnement extérieur.

Par exemple, le système comporte des moyens pour assurer une convection forcée de l'air entre l'intérieur du réservoir et le vide sanitaire ou l'extérieur du bâtiment via une ou plusieurs gaines.

De manière avantageuse, le réservoir comporte des moyens pour maintenir une couche d'air au-dessus du volume d'eau à une épaisseur sensiblement constante et des moyens pour faire circuler l'air entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir à travers le réservoir de sorte à provoquer un refroidissement de l'eau par évaporation. De plus, il destiné à être connecté à un circuit hydraulique permettant de valoriser l'eau fraîche du réservoir en refroidissant le bâtiment via un échangeur de chaleur.

Grâce à l'invention, l'eau est refroidie d'une part grâce à son contact avec le sol, d'autre part par un phénomène d'évaporation et enfin par échange thermique entre l'eau et l'air frais humide, en effet l'air au début de son parcours dans le réservoir se rafraîchit par évaporation et s'humidifie, ensuite cet air rafraîchit également l'eau liquide du réservoir de façon sensible. Ainsi tout le potentiel de rafraîchissement permis par l'évaporation est récupéré. L'efficacité de refroidissement est maximisée.

L'eau ainsi refroidie peut alors circuler dans un émetteur installé dans le bâtiment pour le rafraîchir, il peut s'agir du circuit destiné au chauffage/rafraichissement tel que celui du sol chauffant ou des ventilo-convecteurs.

Les moyens pour faire circuler l'air à travers le réservoir comportent par exemple un ou des ventilateurs disposés dans le réservoir ou à l'extérieur de celui-ci.

Les moyens pour maintenir une couche d'air comportent par exemple des éléments aptes à flotter sur l'eau et le réservoir comporte une paroi supérieure souple, la couche ou lame d'air est alors définie par l'épaisseur des éléments flottants. L'épaisseur de la couche d'air reste sensiblement constante même si le volume d'eau varie par exemple du fait de l'évaporation.

De préférence l'air humide extrait du réservoir est rejeté à l'extérieur du vide sanitaire pour éviter une augmentation du taux d'humidité dans celui-ci. L'air injecté dans le réservoir est de préférence prélevé dans le vide sanitaire car il est généralement plus frais que celui à l'extérieur du bâtiment.

La présente invention a alors pour objet un système de rafraîchissement destiné à produire une eau rafraîchie en vue du rafraîchissement de l'intérieur d'un bâtiment, comportant un réservoir destiné à être disposé dans un vide sanitaire dudit bâtiment, ledit réservoir comportant une emprise importante au sol et étant destiné à être en contact thermique avec le sol, ledit réservoir étant destiné à être rempli partiellement d'eau, des moyens aptes à maintenir la présence d'une couche d'air audessus de l'eau, des moyens assurant la circulation de l'air entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir de sorte à provoquer le refroidissement de l'eau par évaporation et échange thermique sensible et des moyens de connexion à un circuit de circulation de l'eau dans le bâtiment en vue de le rafraîchir.

De préférence, les moyens aptes à maintenir la présence d'une couche d'air au-dessus de l'eau sont aptes à maintenir une couche d'air d'épaisseur sensiblement constante dans tout le réservoir.

Par exemple, dans le cas où le réservoir comporte au moins une partie supérieure souple, les moyens aptes à maintenir la présence d'une couche d'air au-dessus de l'eau peuvent comporter au moins un élément apte à flotter sur l'eau et interposé dans l'eau et en contact permanent avec au moins une partie de la partie supérieure souple.

Par exemple, les moyens aptes à maintenir la présence d'une couche d'air au-dessus de l'eau peuvent comporter plusieurs éléments aptes à flotter disposés les uns par rapport aux autres de sorte à délimiter des canaux de circulation d'air entre eux.

Les moyens assurant la circulation de l'air entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir sont par exemple tels qu'ils prélèvent de l'air dans le vide sanitaire ou à l'extérieur du bâtiment et/ou tels que l'air sortant du réservoir est rejeté à l'extérieur du vide sanitaire.

Par exemple, les moyens assurant la circulation de l'air entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir comportent au moins un ventilateur générant une circulation d'air à la surface de l'eau. Dans un exemple de réalisation, le ventilateur peut être disposé dans le réservoir. Avantageusement, le système peut comporter au moins un ventilateur par canal défini par les éléments aptes à flotter.

Dans un autre exemple de réalisation, le ventilateur est disposé à l'extérieur du réservoir.

Le système peut avantageusement comporter un échangeur thermique entre l'air sortant du réservoir et l'eau rentrant dans le réservoir après avoir circulé dans le bâtiment.

Par exemple, les moyens de connexion à un circuit de circulation de l'eau dans le bâtiment en vue de le rafraîchir comportent au moins un orifice de retour de l'eau et au moins un orifice de de prélèvement de l'eau situés dans une paroi du réservoir, lesdits orifices étant avantageusement disposés de sorte à favoriser un brasage de l'eau.

La présente invention a également pour objet un bâtiment comportant un plancher, une zone à rafraîchir située au-dessus du plancher et un vide sanitaire situé entre le sol et le plancher, un système selon l'invention disposé dans le vide sanitaire, le réservoir reposant sur le sol, au moins un émetteur destiné à rafraîchir la zone à rafraîchir auquel sont connectés les moyens de connexion à un circuit de circulation de l'eau dans le bâtiment en vue de le rafraîchir.

L'émetteur comporte par exemple au moins un circuit hydraulique dans le plancher et/ou au moins un ventilo-convecteur.

Le bâtiment peut avantageusement comporter des moyens de commande du système comprenant des moyens de mesure de la température de l'eau dans le réservoir et commandant les moyens assurant la circulation de l'air entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir, lorsque la température de l'eau est inférieure à une température de consigne et/ou des moyens de mesure de la température du sol au niveau du réservoir et commandant celui-ci lorsque la température du sol est supérieure à une température donnée. Les moyens de commande comportent par exemple un contrôle commande prédictif connecté à un système de prévision météorologique.

La présente invention a également pour objet un procédé de rafraîchissement de l'eau contenu dans le réservoir du système selon l'invention, comportant une étape de rafraîchissement de l'eau par échange thermique avec le sol, une étape de mesure de la température de l'eau dans le réservoir, si la température est au-dessus d'une température de consigne, une étape de refroidissement de l'eau par évaporation et par échange sensible entre l'air saturé en humidité et l'eau en actionnant les moyens assurant la circulation de l'air entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

La présente invention sera mieux comprise sur la base de la description qui va suivre et des dessins en annexe sur lesquels:

- la figure 1 est une vue en perspective d'un exemple d'un système de rafraîchissement selon l'invention disposé dans le vide sanitaire d'un bâtiment,

- la figure 2 est une autre vue en perspective du système de la figure 1 disposé dans le bâtiment,

- la figure 3 est une vue de côté schématique d'une partie du système de la figure 1 et des connexions fluidiques de celui-ci,

- la figure 4 est une vue de côté schématique d'une partie d'un autre exemple d'un système de rafraîchissement selon l'invention,

- la figure 5 est une vue de dessus schématique d'un exemple de réalisation du système de refroidissement selon l'invention,

- la figure 6 est une vue de dessus schématique d'un autre exemple d'un système de rafraîchissement selon l'invention

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS

Sur les figures 1 et 2, on peut voir un exemple d'un système de rafraîchissement SR implanté dans un bâtiment B construit sur un sol S.

Le bâtiment est par exemple une habitation résidentielle comportant un vide sanitaire 2 situé entre le sol S et le plancher 4 du bâtiment B. La zone à rafraîchir du bâtiment est située au-dessus du plancher. Dans l'exemple représenté, le bâtiment B comporte un circuit 6 permettant la circulation d'eau dans le plancher 4. Ce circuit 6 sert avantageusement à la circulation d'un fluide chaud ou froid en vue du chauffage ou du rafraîchissement de l'intérieur du bâtiment. Ce type de circuit est alors généralement appelé « plancher chauffant/rafraichissant ».

Le système comporte un réservoir 8 présentant une emprise au sol importante, par exemple entre 3 m² et 20 m². Cette emprise au sol permet d'une part d'assurer un échange thermique important entre le sol et le réservoir, d'autre part d'offrir une grande surface destinée à l'évaporation de l'eau. Par ailleurs il présente une hauteur faible compatible avec la hauteur de vide sanitaire et du fait de l'emprise au sol importante, la hauteur d'eau se trouve réduite à une dizaine de centimètres.

De plus cette forme est particulièrement adaptée à une mise en place dans un vide sanitaire.

Dans l'exemple représenté, le réservoir 8 a la forme d'un parallélépipède rectangle qui est généralement adapté à la forme d'un vide sanitaire, mais toute autre disposition est envisageable par exemple une forme circulaire voire quelconque.

Le réservoir 8 comporte un fond inférieur 10. Celui-ci repose sur le sol S et est en contact thermique avec le sol de sorte à échanger de la chaleur avec celui-ci. En effet le sol constitue une source froide importante, par exemple en été à 5 m de profondeur la température est sensiblement constante et d'environ 12°C.

Le réservoir comporte également une paroi latérale 12 et un fond supérieur 14.

Le réservoir est destiné à être rempli en partie d'eau 16 et une lame d'air ou une couche d'air 18 est présente entre la surface supérieure 16.1 de l'eau et le fond supérieur 4.

Dans la présente demande, l'eau peut comporter un ou des additifs tels que du glycol, un anti-boue, un anti-algues...

De manière avantageuse, le réservoir 8 est réalisé en matériau souple, par exemple en toile polyester avec enduction PVC. En variante, on pourrait prévoir que seule une partie supérieure de la cloison latérale soit souple. En outre la mise en oeuvre d'un réservoir souple facilite sa mise en place dans les vides sanitaires qui disposent généralement d'un accès de taille réduite.

Le réservoir 8 comporte avantageusement des moyens aptes à maintenir une épaisseur sensiblement constante de la lame d'air 18, assurant un fonctionnement uniforme et optimal du système dans le temps. Les moyens aptes à maintenir une épaisseur sensiblement constante de la lame d'air 18 comportent des éléments aptes à flotter sur l'eau 16 et interposés entre la surface 16.1 de l'eau et le fond supérieur 12. Par exemple il s'agit d'éléments gonflables 22 fixés au fond supérieur. En variante les éléments 22 pourraient être en un matériau plein, tel que le polystyrène, un autre matériau expansé pouvant être en contact avec l'eau ou même gonflable. Ainsi le fond supérieur 14 suit le niveau d'eau et une épaisseur sensiblement constante de la lame d'air 18 est obtenue.

Comme cela sera décrit par la suite, l'air est destiné à circuler dans la lame d'air 18. Les éléments 22 présentent alors une forme et une disposition ne gênant pas cette circulation voire favorisant cette circulation. Dans l'exemple représenté, les éléments 22 s'étendent longitudinalement entre deux parties opposées 12.1, 12.2 de la cloison latérale 12 par lesquelles se font les alimentations et évacuations en air. Les éléments définissent alors entre eux des canaux de circulation d'air. On peut envisager des éléments courbes définissant des canaux incurvés. On peut également envisager d'utiliser des éléments 22 ne définissant pas de canaux.

Le système comporte également des moyens d'alimentation en eau 23 du réservoir 8, par exemple une connexion au circuit d'eau de ville ou à un système de récupération d'eau de pluie. Le réservoir comporte également une vidange 25. II est à noter que ces moyens d'alimentation 23 servent lors de l'installation du système et pour compléter le niveau d'eau (figure 3).

Le système comporte également des moyens pour introduire de l'air dans le réservoir, le faire circuler dans le réservoir 8 au niveau de la lame d'air 18 et l'extraire du réservoir 8. Les moyens pour introduire de l'air comportent au moins une entrée 26 d'admission d'air, de préférence plusieurs entrées d'admission d'air débouchant dans la lame d'air 18 et au moins une sortie d'évacuation d'air 28, de préférence plusieurs sorties d'évacuation provenant de la lame d'air. En outre les moyens pour introduire de l'air comportent au moins un ventilateur 30 assurant la circulation de l'air de l'extérieur vers l'intérieur du réservoir puis vers l'extérieur du réservoir. De préférence des moyens de filtration sont prévus au niveau de l'aspiration de l'air, par exemple une grille pour éviter par exemple que des insectes soient aspirés.

Sur les figures 1, 2 et 5, le système comporte plusieurs ventilateurs 30 situés dans le réservoir, chacun disposé dans un canal délimité par deux éléments 22. Plusieurs ventilateurs par canaux pourraient être envisagés en fonction de la largeur et/ou de la longueur du canal. Dans cet exemple, chaque canal est alimenté en air individuellement, et chaque canal est évacué individuellement. Dans cet exemple, les ventilateurs sont adaptés pour supporter un taux d'humidité élevé.

Sur la figure 6, tous les canaux sont alimentés en parallèle par des moyens d'alimentation communs 32 comportant un conduit principal 34 muni d'un ventilateur 30 et autant de conduits secondaires 36 que d'entrées d'alimentation 26, connectées par une extrémité au conduit principal 34 et par une autre extrémité à une entrée d'alimentation 26. Dans cet exemple un seul ventilateur est alors avantageusement utilisé. Le système comporte également des moyens communs d'évacuation 38 ayant une structure similaire aux moyens communs d'alimentation 34. De préférence, les moyens 34 et 38 sont adaptés pour assurer un débit d'air équilibré entre les canaux

II sera compris que les exemples des figures 5 et 6 pourraient être combinés, le réservoir pouvant comporter des moyens d'alimentation communs et des évacuations individuelles et inversement.

En outre, on peut envisager de manière alternative au système de la figure 5, de disposer les ventilateurs à l'extérieur du réservoir.

De préférence, l'air alimentant la lame d'air 18 est prélevé dans le vide sanitaire car il est généralement plus froid qu'à l'extérieur du bâtiment. On pourrait cependant prévoir de prélever l'air soit dans le vide sanitaire, soit à l'extérieur du bâtiment. Dans le cas où l'air est prélevé du vide sanitaire, on prévoit avantageusement des moyens, tels qu'un clapet, pour empêcher l'humidité de s'échapper dans le vide sanitaire lorsque les ventilateurs ne fonctionnent pas. Des moyens de régulation pourraient avantageusement être prévus au niveau des moyens d'alimentation pour permettre de choisir la provenance la plus adéquate de l'air injecté dans le réservoir.

De préférence également, l'air sortant du réservoir est rejeté à l'extérieur du vide sanitaire pour éviter une augmentation excessive du taux d'humidité dans le vide sanitaire.

Le système comporte également des moyens de connexion 40 du réservoir 8, plus particulièrement de la couche d'eau à un ou plusieurs émetteurs, dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, il s'agit du plancher chauffant. Les moyens 40 assurent la circulation de l'eau du réservoir vers le plancher chauffant et son retour dans le réservoir, par exemple au moyen d'une pompe. Les moyens de connexion 40 comportent au moins un orifice d'alimentation 42 et au moins un orifice de prélèvement 44 dans le réservoir. De préférence, les orifices d'alimentation 42 et de prélèvement 44 sont disposés de sorte à obtenir un brassage de l'eau dans l'ensemble du réservoir pour homogénéiser la température de l'eau, permettant de maximiser les échanges et d'éviter l'apparition des zones mortes et de courts-circuits. Par exemple les orifices 42 et 44 sont disposés au niveau de coins opposés du réservoir comme cela est représenté sur la figure

5.

Alternativement ou en plus, l'émetteur pourrait comporter un ou plusieurs ventilo-convecteurs ou tout autre échangeur air/eau.

Avantageusement le système comporte des moyens de mesure de la température de l'eau afin de commander le refroidissement de l'eau en fonction d'une température de consigne. La température de consigne dépend par exemple de la puissance à fournir par le système.

Le fonctionnement du système va maintenant être décrit.

Le réservoir est rempli en partie d'eau, l'épaisseur de la lame d'air est fixée par les éléments flottants 22.

L'eau échange de la chaleur avec le sol S à travers le fond inférieur 10, l'eau est donc refroidie. Ce mode de refroidissement est privilégié car il ne consomme pas d'énergie électrique pour actionner les ventilateurs.

La température de l'eau est mesurée, si elle est au-dessus de la consigne, le ou les ventilateurs sont actionnés. De préférence, on cherche à conserver une température de l'eau inférieure à 19°C.

De l'air frais et sec de préférence prélevé dans le vide sanitaire est admis dans le réservoir et circule au-dessus de la surface 16.1 d'eau 16. Sur une première partie I du trajet de l'air dans la lame d'air, apparaît un phénomène d'évaporation qui pour effet d'abaisser la température de l'eau et d'augmenter le taux d'humidité de l'air. Ensuite, lors d'une deuxième partie II du trajet, lorsque l'air arrive à saturation, a lieu un échange sensible entre l'eau et l'air humide froid sans changement de phase.

La longueur du chemin de circulation de l'air dans le réservoir est donc avantageusement déterminée pour qu'aient lieu à la fois l'évaporation et l'échange sensible, ce qui permet de récupérer tout le potentiel de rafraîchissement.

L'eau ainsi refroidie circule dans le ou les émetteurs, ce qui a pour effet de rafraîchir le bâtiment.

De préférence la circulation de l'air dans le réservoir a lieu la nuit ou le matin de manière à pouvoir utiliser l'air le plus froid disponible. Et la circulation d'eau rafraîchie a généralement lieu le jour. Cette circulation d'eau est de préférence assujettie à une mesure de température dans le bâtiment.

Avantageusement, le système peut comporter un contrôle commande prédictif connecté à un système de prévision météorologique pour contrôler le refroidissement de l'eau en fonction de conditions météorologiques. Par exemple, en cas d'une baisse des températures, le système est de préférence activé pour réaliser un stockage d'eau froide en vue d'une utilisation lorsqu'une remontée des températures est prévue.

De préférence, des moyens de mesure de la température du sol au niveau du réservoir sont prévus de façon à détecter une augmentation non souhaitée de la température du sol et dans ce cas d'actionner les ventilateurs pour refroidir l'eau du réservoir.

Comme cela est représenté sur la figure 4, le système peut avantageusement comporter un échangeur thermique 46 entre l'air humide froid sortant du réservoir 8 et l'eau 48 rentrant dans le réservoir 8 provenant de l'émetteur et qui a été échauffé en circulant par exemple dans le plancher chauffant. Cet échangeur 46 permet de récupérer encore une partie du potentiel de l'air froid humide.

II sera compris qu'un système à plusieurs réservoirs ne sort pas du cadre de la présente invention.

Par exemple le réservoir a une emprise au sol de 30 m², une hauteur d'eau de 5 cm à 15 cm soit un volume d'eau d'environ 3000 litres. La lame d'air a par exemple une épaisseur de 5 cm à 10 cm. Le réservoir peut avoir une épaisseur d'environ 30 cm.

L'évaporation consomme de l'eau. De manière avantageuse, des moyens de détection du niveau d'eau peuvent être prévus, par exemple une jauge de détection, pour réaliser des compléments d'eau par exemple de façon automatique via une connexion du réservoir à l'eau du réseau d'eau urbain ou à une cuve de récupération d'eau de pluie.

Les moyens de détection du niveau peuvent servir à détecter un dysfonctionnement.

Un système de purge raccordé à l'évacuation des eaux de la maison pourra avantageusement être prévu de façon à vider le réservoir lorsque le système ne fonctionne pas.

Des mesures expérimentales ont montrées qu'avec un air ambient à 20°C, 40% d'humidité relative, et un vent faible à lm/s soufflant sur une surface d'eau, on obtient une puissance d'évaporation de 150 W/m². Cette puissance dépend des conditions de températures, humidité et vitesse d'air.

Concernant les échanges avec le sol, des mesures ont permis d'évaluer les échanges entre de l'eau stockée dans un réservoir plastique posé sur un sol et le sol lui-même. Les échanges ont été évalués à environ 10 W/K/m² avec une température de sol prise à 30 cm de profondeur sous le sol. Ceci signifie que si l'on dispose d'un stock d'eau à 20°C avec 30 m² de surface au sol, posé sur un sol dont la température à 30 cm est de 17°C, la puissance froide est alors de 900 W. Cette puissance peut être suffisante pour dissiper l'énergie extraite du bâtiment. Si elle n'est pas suffisante, les ventilateurs permettent d'augmenter la puissance de refroidissement de 4500 W.

De préférence on refroidit l'eau par l'échange avec le sol et on équilibre sur plusieurs jours l'énergie extraite du bâtiment et l'énergie dissipée par le sol et l'évaporation afin de conserver une température de l'eau sensiblement constante.

Le système de rafraîchissement selon l'invention présente en outre l'avantage de présenter une intégration particulièrement facile et esthétique car il n'y a pas de parties visibles. Par ailleurs, il utilise un emplacement non occupé. De plus son fonctionnement est complètement silencieux et la consommation énergétique des ventilateurs est largement réduite par rapport à celle d'un compresseur.

Le système permet de combiner le rafraîchissement par évaporation et un rafraîchissement géothermique. II permet également à la fois de produire du froid et de stocker du froid, et très avantageusement, de pouvoir séparer dans le temps la production de froid et son utilisation et ainsi de pouvoir produire du froid au moment où l'air est le plus frais, le matin et la nuit et de rafraîchir le bâtiment en général l'après-midi.

Ce système est particulièrement adapté à une intégration dans une habitation individuelle. II peut équiper par exemple une maison de type RT2012.

Claims (16)

1. REVENDICATIONS

   1. Système de rafraîchissement destiné à produire une eau rafraîchie en vue du rafraîchissement de l'intérieur d'un bâtiment (B), comportant un réservoir (8) destiné à être disposé dans un vide sanitaire (2) dudit bâtiment (B), ledit réservoir (8) comportant une emprise importante au sol et étant destiné à être en contact thermique avec le sol (S), ledit réservoir (8) étant destiné à être rempli partiellement d'eau, des moyens aptes à maintenir la présence d'une couche d'air (18) au-dessus de l'eau (16), des moyens assurant la circulation de l'air entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir (8) de sorte à provoquer le refroidissement de l'eau par évaporation et échange thermique sensible et des moyens de connexion à un circuit de circulation de l'eau dans le bâtiment en vue de le rafraîchir.
2. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel les moyens aptes à maintenir la présence d'une couche d'air (18) au-dessus de l'eau (16) sont aptes à maintenir une couche d'air d'épaisseur sensiblement constante dans tout le réservoir.
3. 3. Système selon la revendication 2, dans lequel le réservoir (8) comporte au moins une partie supérieure souple et les moyens aptes à maintenir la présence d'une couche d'air au-dessus de l'eau comportent au moins un élément (22) apte à flotter sur l'eau et interposé dans l'eau (8) et en contact permanent avec au moins une partie de la partie supérieure souple.
4. 4. Système selon la revendication 3, dans lequel les moyens aptes à maintenir la présence d'une couche d'air au-dessus de l'eau comportent plusieurs éléments (22) aptes à flotter disposés les uns par rapport aux autres de sorte à délimiter des canaux de circulation d'air entre eux.
5. 5. Système selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les moyens assurant la circulation de l'air entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir sont tels qu'ils prélèvent de l'air dans le vide sanitaire ou à l'extérieur du bâtiment et/ou tels que l'air sortant du réservoir est rejeté à l'extérieur du vide sanitaire.
6. 6. Système selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les moyens assurant la circulation de l'air entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir comportent au moins un ventilateur (30) générant une circulation d'air à la surface de l'eau (16).
7. 7. Système selon la revendication 6, dans lequel le ventilateur (30) est disposé dans le réservoir (8).
8. 8. Système selon la revendication 7 en combinaison avec la revendication 4, comportant au moins un ventilateur (30) par canal.
9. 9. Système selon la revendication 6, dans lequel le ventilateur (30) est disposé à l'extérieur du réservoir.
10. 10. Système selon l'une des revendications 1 à 9, comportant un échangeur thermique (46) entre l'air sortant du réservoir (8) et l'eau rentrant dans le réservoir après avoir circulé dans le bâtiment (B).
11. 11. Système selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel les moyens de connexion à un circuit de circulation de l'eau dans le bâtiment en vue de le rafraîchir comportent au moins un orifice de retour de l'eau et au moins un orifice de de prélèvement de l'eau situés dans une paroi du réservoir, lesdits orifices étant disposés de sorte à favoriser un brasage de l'eau.
12. 12. Bâtiment comportant un plancher (4), une zone à rafraîchir située au-dessus du plancher (4) et un vide sanitaire (2) situé entre le sol (S) et le plancher (4), un système selon l'une des revendications 1 à 11 disposé dans le vide sanitaire (2), le réservoir (8) reposant sur le sol (S), au moins un émetteur (6) destiné à rafraîchir la zone à rafraîchir auquel sont connectés les moyens de connexion à un circuit de circulation de l'eau dans le bâtiment en vue de le rafraîchir.
13. 13. Bâtiment selon la revendication 12, dans lequel l'émetteur comporte au moins un circuit hydraulique dans le plancher et/ou au moins un ventiloconvecteur.
14. 14. Bâtiment selon la revendication 12 ou 13, comportant des moyens de commande du système comprenant des moyens de mesure de la température de l'eau dans le réservoir et commandant les moyens assurant la circulation de l'air entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir, lorsque la température de l'eau est inférieure à une température de consigne et/ou des moyens de mesure de la température du sol au niveau du réservoir et commandant celui-ci lorsque la température du sol est supérieure à une température donnée.
15. 15. Bâtiment selon la revendication 14, dans lequel les moyens de commande comportent un contrôle commande prédictif connecté à un système de prévision météorologique.
16. 16. Procédé de rafraîchissement de l'eau contenu dans le réservoir du système selon l'une des revendications 1 à 11, comportant

    - une étape de rafraîchissement de l'eau par échange thermique avec le sol,

    - une étape de mesure de la température de l'eau dans le réservoir,

    - si la température est au-dessus d'une température de consigne, une étape de refroidissement de l'eau par évaporation et par échange sensible entre l'air saturé en humidité et l'eau en actionnant les moyens assurant la circulation de l'air entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir.

    S.60732

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