SYSTEMES HYDRODYNAMIQUES POUR L'ASSISTANCE ECOENERGETIQUE D'UN EDIFICE, PROCEDES DE CONSTRUCTION ET UTILISATIONS CORRESPONDANTS

HYDRODYNAMIC SYSTEMS FOR THE ENERGY EFFICIENCY OF A BUILDING, CONSTRUCTION METHODS AND CORRESPONDING USES

French Abstract

Systèmes hydrodynamiques pour l'assistance éco énergétique d'un édifice
domiciliaire,
commercial et/ou industriel comportant au moins un bassin hydrodynamique
proportionnel à
force inertielle, un dispositif de récupération et de redirection dans ledit
bassin
hydrodynamique d'un liquide récupéré, un dispositif d'évacuation de la masse
thermique
liquide vers l'extérieur de l'édifice et/ou vers les éléments sanitaires dudit
édifice; et un
dispositif permettant l'échange thermique entre la masse thermique liquide
présente dans
l'élément de stockage dudit bassin hydrodynamique et les éléments de chauffage
et/ou de
réfrigération présents dans ledit édifice. Ces systèmes sont construits
notamment par mise
en oeuvre de techniques connues et sont utilisés pour la réduction de la
consommation en
eau potable et/ou comme réservoir d'eau additionnel utile notamment en cas
d'incendie.

Claims

Revendications :
1. Système hydrodynamique pour l'assistance éco énergétique d'un édifice
domiciliaire,
commercial et/ou industriel et/ou agricole comportant :
- au moins un bassin hydrodynamique proportionnel à force inertielle intégré à
la
structure de l'édifice, ledit bassin hydrodynamique qui est isolé
thermiquement contient
dans son volume intérieur une masse thermique solide et le volume intérieur du
bassin
hydrodynamique, non rempli par la masse thermique solide, est au moins
partiellement, et de préférence, complètement rempli par une masse thermique
liquide
au contact de la masse thermique solide;
- au moins un dispositif de récupération et de redirection dans ledit bassin
hydrodynamique d'un liquide thermique récupéré à partir du ciel et/ou du sol
par
écoulement et/ou précipitations naturelles et/ou par infiltration du sol et/ou
en
abondance, de préférence, sur le site ou à proximité de l'édifice, ledit
liquide thermique
constituant au moins partiellement la masse thermique liquide;
- au moins un dispositif d'évacuation de la masse thermique liquide vers
l'extérieur de
l'édifice et/ou vers les éléments sanitaires dudit édifice; et
- au moins un dispositif permettant l'échange thermique entre la masse
thermique
liquide présente dans le bassin hydrodynamique et les éléments de chauffage
et/ou de
réfrigération présents dans ledit édifice,
ledit système ayant des dimensions et/ou une capacité hydrodynamique
proportionnelles à
l'importance des besoins énergétiques à satisfaire pour refroidir et/ou pour
chauffer ladite
habitation et/ou pour constituer une réserve de liquide utilisable e cas
d'incendie.
2. Système hydrodynamique selon la revendication 1, dont les dimensions sont
fonctions
d'au moins un des paramètres suivants :
- la taille de l'édifice;
- la nature du sol,
- le type de climat; et
- la vocation de l'édifice.
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3. Système hydrodynamique selon les revendications 1 ou 2, dans lequel le
bassin
hydrodynamique est placé dans la partie inférieure de l'édifice.
4. Système hydrodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
dans lequel
la surface supérieure du bassin hydrodynamique proportionnel a sensiblement la
taille de
la surface au sol de l'édifice.
5. Système hydrodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
dans lequel
le bassin hydrodynamique a une profondeur qui correspond à entre 1/4 et 1/10
de la
hauteur de l'édifice.
6. Système hydrodynamique selon la revendication 4, dans lequel le bassin
hydrodynamique a un volume qui correspond à entre 1/4 et 1/10 dudit volume
intérieur
dudit édifice.
7. Système hydrodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,
dans lequel
le bassin hydrodynamique est connecté aux éléments sanitaires, tels que les
toilettes,
et/ou aux réservoirs en eau chaude et/ou froide de l'édifice, tels que les
chauffes-eau, et
les alimente au moins partiellement en eau non potable.
8. Système hydrodynamique selon la revendication 7, dans lequel le bassin
hydrodynamique est connecté aux éléments sanitaires de l'édifice et/ou aux
réservoirs, et
les alimente pour au moins 90 %, de préférence pour au moins 95 %, et plus
préférentiellement encore pour jusqu'à 100 % de leurs besoins.
9. Système hydrodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8,
caractérisé
en ce que la masse thermique solide présente dans le bassin hydrodynamique est
constituée d'un solide ayant une capacité thermique qui représente de 4 à 7
fois, de
préférence environ 5 fois la capacité thermique de l'eau.
10. Système hydrodynamique, selon la revendication 9, dans lequel le
coefficient
d'effusivité de la masse thermique solide représente de 80 à 120 %, de
préférence de 90 à
%, plus préférentiellement encore il est sensiblement équivalent à celui de
l'eau.
11. Système hydrodynamique selon la revendication 10, dans lequel la masse
thermique
solide présente à l'intérieur du bassin hydrodynamique est constituée de
pierres choisies

dans le groupe constitué par les pierres locales, les pierres de type
structurale pour le
bâtiment, les structures, de préférence des poutres, en béton et/ou en un
acier inoxydable.
12. Système hydrodynamique selon la revendication 10 ou 11, dans lequel la
masse
thermique solide est constituée de pierres, de préférence locales, choisies
avantageusement dans le groupe constitué par:
- les chistes, de préférence les chistes calcéreux;
- les granites;
- les ardoises;
- les basaltes; et
- les rhyolite.
13. Système hydrodynamique selon la revendication 12 caractérisé en ce que la
masse
thermique solide est constituée de pierres ayant une grosseur moyenne, mesurée
selon la
méthode des tamis, qui est comprise entre 20 et 70 mm, de préférence entre 50
et 65 mm,
plus préférentiellement d'une grosseur d'environ 60 mm.
14. Système hydrodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 13,
dans
lequel le volume de la masse thermique solide représente entre 30 et 45, et de
préférence
environ 40 % du volume du bassin hydrodynamique.
15. Système hydrodynamique selon la revendication 14, comportant une dalle
structurale,
de préférence en béton ou en acier, et dans lequel 100 % du volume intérieur
de l'élément
de stockage et rempli par la masse thermique solide et par la masse thermique
liquide.
16. Système hydrodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 15,
dans
lequel le volume intérieur du bassin hydrothermique est rempli au maximum avec
des
pierres qui préférentiellement constituent un renfort de la dalle structurale.
17. Système hydrodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 16,
dans
lequel un échangeur thermique est positionné à l'intérieur du bassin thermique
et assure
l'échange thermique avec la masse thermique liquide présente dans le bassin et
les fluides
caloporteurs/réfrigérants utilisés pour chauffer /refroidir l'édifice.
11

18. Système hydrodynamique proportionnel selon l'une quelconque des
revendications 1 à
17, dans lequel que la masse thermique liquide est essentiellement constituée
d'eau qui
provient de préférences des intempéries.
19. Système hydrodynamique proportionnel selon l'une quelconque des
revendications 1 à
18, dans lequel que la masse thermique liquide représente en volume de 70 à 55
%, de
préférence environ 60 % du volume du bassin.
20. Système hydrodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 19,
dans
lequel le dispositif de récupération de l'eau est au moins un drain récupérant
l'eau de
précipitation et/ou d'infiltration et/ou de la nappe phréatique.
21. Système hydrodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 20,
dans
lequel le dispositif de redirection de l'eau est constitué par au moins une
pompe
hydraulique et/ou par un trop plein qui amène l'eau dans le bassin
hydrothermique.
22. Système hydrodynamique selon la revendication 21, dans lequel le bassin
hydrodynamique est alimenté par une pompe à refoulement positionnée dans un
puisard
situé à l'extérieur de l'édifice et à un niveau qui est, de préférence,
inférieur à celui de la
base inférieure du bassin hydrodynamique.
23. Système hydrodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 22,
dans
lequel l'eau récoltée par le système de récupération est redirigée depuis
l'extérieur de
l'édifice vers le bassin hydrodynamique situé sous ledit bâtiment.
24. Système hydrodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 23,
caractérisé en ce que le positionnement du bassin hydrodynamique est réalisé
en tenant
compte des variations de hauteur de la nappe phréatique.
25. Système hydrodynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 24,
caractérisé en ce que le bassin hydrodynamique est positionné de façon que le
niveau du
premier plancher d'habitation soit au dessus, de préférence au moins 30 cm, au-
dessus du
plus haut niveau de la nappe phréatique.
12

26. Procédé de construction d'un système hydrodynamique tel que défini dans
l'une
quelconque des revendications 1 à 25, par mise en oeuvre de techniques connues
dans le
domaine de la construction des édifices.
27. Procédé de construction d'un système hydrodynamique selon la revendication
26,
caractérisé en ce qu'il met en oeuvre au moins une des techniques suivantes :
- l'excavation;
- le drainage;
- la construction d'un bassin;
- le perçage d'orifice;
- l'installation d'une pompe à refoulement;
- le remplissage d'un bassin par des matériaux solides; et
- le coffrage.
28. Procédé de construction d'un système hydrodynamique selon la revendication
27,
caractérisé qu'il met en oeuvre au moins une des étapes suivantes :
- l'analyse et le calcul du besoin énergétique du bâtiment, existant ou futur;
- l'analyse de l'emplacement du bâtiment : type de sol, orientation,...;
- le calcul de la dimension du bassin hydrodynamique (volume d'eau);
- le choix des appareils : pompe, circulateur, chauffage;
- l'excavation;
- la construction traditionnelle, selon les règles de l'art;
- l'isolation adéquate de la fondation du bassin (mur et plancher) en
fonction de sa température interne pour minimiser les pertes thermiques
accumulées;
- le coulage d'une dalle de béton radiante pour le fond du bassin;
- l'insertion et le raccordement d'un système de drainage (drain de contour,
puisard et pompe si nécessaire) pour récupérer et canaliser l'eau à
l'intérieur du bassin;
- le remplissage de l'intérieur du bassin hydrodynamique par des pierres,
de préférence de la région, d'une grosseur et d'une taille comprise entre
20 et 70 mm sans poussières; ces pierres serviront d'une part d'élément
structural pour le soutènement du plancher et du sous-sol et d'autre part
de charge pour augmenter la capacité thermique du bassin, une fois
mélangée avec l'eau recueillie;
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- l'insertion d'une pompe ou d'un circulateur dans le puisard intérieur pour
favoriser l'alimentation en eau et les échanges thermiques avec le
système de chauffage;
- l'isolation de la dalle de béton au sous-sol (ou au niveau nécessaire dans
le cas de bâtiments sans sous-sol);
- le coulage d'une dalle par dessus l'isolant avec la force de béton
appropriée à la structure (maison, industrie, ... );
- l'implantation d'une salle mécanique qui va gère le fonctionnement du
système de transfert thermique et de distribution d'eau; et
- l'implantation sur l'édifice et/ou à proximité de l'édifice d'au moins un
système complémentaire solaire et/ou géothermique et/ou éolien
d'appoint; ledit système d'appoint pouvant si la température de l'eau dans
le bassin hydrodynamique est trop faible, envoyer en appoint la chaleur
recueilliepar ledit au moins un système complémentaire
29. Utilisation d'un système hydrodynamique tel que défini dans l'une
quelconque des
revendications 1 à 25 ou tel qu'obtenu par l'une quelconque des revendications
26 à
28, pour la régulation éco énergétique de la température dans un édifice muni
dudit
système et/ou pour la réduction de la consommation d'eau potable dans un
édifice
et/ou comme réservoir d'eau additionnel utile notamment en cas d'incendie.
30. Utilisation d'un système hydrodynamique selon la revendication 29,
caractérisée en ce
qu'elle comporte au moins les étapes suivantes :
- le remplissage du bassin hydrodynamique par un liquide, de préférence
par de l'eau, en provenance des intempéries et/ou de la nappe
phréatique et/ou de ruissellements et/ou d'un excédent sur le site;
- le remplissage du bassin hydrodynamique par l'eau potable en cas
d'insuffisance en eau en provenance des intempéries et/ou de la nappe
phréatique et/ou de ruissèlements et/ou pour nettoyer le bassin
hydrodynamique, de préférence à l'aide d'une solution chlorée;
- élimination du trop plein du bassin hydrodynamique; et
- le transfert thermique de la masse liquide présente dans le bassin
hydrothermique avec les fluides à réchauffer et ou à refroidir dans ledit
édifice.
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31. Utilisation d'un système hydrodynamique selon la revendication 29 ou 30,
dans laquelle
le liquide thermique est de l'eau récupérée à l'extérieur de l'édifice et qui
est pompée ou
dirigée par gravité dans le bassin ou dans le puisard, si la nature du sol
fait qu'il ne retient
pas l'eau, comme c'est le cas avec le sable.
32. Utilisation d'un système hydrodynamique selon l'une quelconque des
revendications 29
à 31, caractérisée en ce que le bassin hydrodynamique se remplit naturellement
et doit
idéalement se maintenir à pleine capacité en tout temps; si le bassin se
trouve être trop
rempli, le surplus d'eau s'écoule par le trop plein; si le bassin n'est plus
assez rempli, le
réseau d'eau potable comble le manque d'eau jusqu'au niveau minimum souhaité.
33. Utilisation d'un système hydrodynamique selon la revendication 32, dans
laquelle l'eau
ainsi recueillie par le bassin peut être distribuée dans l'édifice pour toute
application non
potable, soit pour jusqu'à 90% et plu des besoins.
34. Utilisation d'un système hydrodynamique selon l'une quelconque des
revendications 29
à 33, dans laquelle l'eau recueillie se maintient naturellement ou est
maintenue dans le
bassin à une plage de températures qui n'est pas propice ni à l'apparition ni
à la
prolifération de bactéries (ou d'autres micro-organismes) dans l'eau stockée.
35. Utilisation d'un système hydrodynamique selon la revendication 34, dans
laquelle la
plage de temperature dans le basin hydrodynamique est naturellement maintenue
entre 3°
et 15°Celsius.
36. Utilisation d'un système hydrodynamique selon la revendication 35, dans
laquelle la
plage de temperature dans le bassin hydrodynamique est naturellement
maintenue, en
toute saison, entre 5° et 10°Celsius.
37. Utilisation d'un système hydrodynamique selon l'une quelconque des
revendications 29
à 36, dans laquelle en hiver, la chaleur du sol qui monte dans le puisard fait
fondre la neige
qui est à l'extérieur de l'édifice et la transforme en eau.
38. Utilisation d'un système hydrodynamique selon l'une quelconque des
revendications 28
à 37, dans lequel grâce aux pierres immergées dans l'eau du bassin, la
quantité de chaleur
emmagasinée dans le bassin hydrodynamique est de 5 à 7 fois plus grande
qu'avec l'eau
seule.

39. Édifice écoénergétique caractérisé en ce qu'il est équipé d'un système
hydrodynamique tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 25
ou d'un
système hydrodynamique tel qu'obtenu par l'un des procédés décrit dans l'une
quelconque
des revendications 26 à 28.
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Description

CA 02685857 2009-11-18
SYSTEMES HYDRODYNAMIQUES POUR L'ASSISTANCE ÉCOÉNERGÉTIQUE D'UN
ÉDIFICE, PROCÉDÉS DE CONSTRUCTION ET UTILISATIONS CORRESPONDANTS
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention est relative à un système hydrodynamique permettant
l'assistance éco
énergétique d'un édifice domiciliaire, commercial, agricole ou industriel. Le
système comporte
un bassin hydrodynamique proportionnel à force inertielle.
La présente invention est aussi relative aux procédés de construction desdits
systèmes
hydrodynamiques et à leur implantation dans un édifice domiciliaire,
commercial et/ou
industriel et/ou à sa proximité. Lesdits systèmes peuvent être construits en
même temps que
les édifices qu'ils assistent ou ajoutés à des édifices existants.
La présente invention est également relative à l'utilisation des systèmes
hydrodynamiques de
l'invention pour la régulation écoénergétique de la température dans un
édifice muni d'un tel
système et/ou pour en réduire la consommation en eau potable dudit édifice
et/ou comme
réservoir d'eau en cas d'incendie.
Les édifices munis d'un système hydrodynamique de l'invention sont
écoénergétiques et font
aussi partie de la présente invention.
ART ANTERIEUR
Différentes documents mentionnent des dispositif destinés à emmagasiner de la
chaleur dans
le but de chauffer ou refroidir des bâtiments ainsi que pour réutiliser les
eaux de pluie ou de
ruissellement.
Ainsi par exemple, le brevet US-A-2 680 565 qui décrit un réservoir d'eau
placé dans les
fondations pour stocker l'énergie solaire. Malheureusement, ce dispositif ne
refroidit que de
l'air et utilise un système d'eau situé dans la toiture, ce qui est très
complexe.
Le brevet JP 63197833, s'il a bien dans les fondations un réservoir, ne
dispose pas d'une
masse d'inertie thermique ni de drains canalisant l'eau vers la maison.

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Le brevet DE 9404640 décrit le garage d'un édifice dont la partie sous le sol
du garage est
utilisable pour le stockage d'eau et elle est compartimentée, l'édifice ne
dispose pas non plus
de masse thermique inertielle mais utilise beaucoup de mécanismes qui le
rendent très
coûteux.
Le brevet US 4 552 205 utilise de l'air en complément à un chauffage solaire
et un stockage
solide pour l'énergie thermique ainsi recueilli.
La demande de brevet JP 2005113501 décrit un système de récupération de l'eau
de pluie et
son stockages è l'intérieur de piliers qui soutiennent la maison..
Il existait donc un besoin pour un système écoénergétique pour édifice
dépourvu d'au
moins un des inconvénients des systèmes de l'art antérieur.
Il existait également un besoin pour un système hydrodynamique possédant au
moins
une des avantages suivants :
- un faible investissement pour sa construction ;
- une grande efficacité énergétique pouvant aller jusqu'à L'autosuffisance
pour e chauffage, la réfrigération et les besoins en eau;
- un impact environnemental réduit ;
- une réduction de la consommation en eau potable ; et
- une possibilité supplémentaire comme réservoir d'eau utilisable notamment
pour lutter contre les incendies in situ.
Il existait également un besoin pour des procédés de construction des systèmes
de
l'invention. Lesdits procédés étant efficaces et faciles à mettre en oeuvre.
Par ailleurs, il existait un besoin pour une utilisation des systèmes
hydrodynamiques de
l'invention amenant un degrés important d'autonomie éco énergétique aux
édifices dans
lesquels ces systèmes sont installés et des avantages additionnels tels que la
réduction
de la consommation en au potable et une capacité significative pour la lutte
anti-
incendie.
Finalement, il existait un besoin pour de nouveaux édifices quasi-autonomes du
point
de vue énergétique et avec un impact environnemental minimisé.
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15 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La Figure I : représente une maison domestique équipée d'un système
hydrodynamique
selon un mode particulier de réalisation de la présente invention.
20 La Figure il : représente le diagramme d'écoulement de la salle mécanique
du système
hydrodynamique représenté dans la Figure I.
DÉFINITION GENERALE DE L'INVENTION
Définitions préliminaires :
bassin hydrodynamique : bassin non statique rempli d'un liquide calloporteur.
Bassin hydrodynamique proportionnel à force inertielle : tout bassin rempli
par un fluide et
ayant une force inertielle du point de vue thermique et dont les dimensions
et/ou capacités
sont proportionnelles à l'importance des besoins énergétiques et en fluide de
l'édifice que ce
bassin assiste énergétiquement et/ou pour ses besoins en fluide.
Système hydronique : chauffage ou réfrigération basés sur l'utilisation des
qualités
caloporteuses d'un liquide pour chauffer ou refroidir.
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Liquide thermique : liquide utilisé pour transférer des thermie ou des
frigories d'un endroit à un
autre.
Dalle structurale ou composant structural de l'édifice : dalle la plus basse
dans un édifice et
qui contribue à faire la coupure entre les espaces habitables et le ou les
bassins
hydodynamique(s) tout en contribuant à la stabilité globale de l'édifice.
La présente invention est relative à un bassin hydrodynamique intégré aux
éléments de
structure des bâtiments permettant d'économiser sur leurs coûts de chauffage
et de
climatisation et de réduire leur consommation d'eau provenant du réseau
public. L'invention
telle que décrite ci-après permet de minimiser l'impact des bâtiments sur
l'environnement par
l'économie d'énergie et par la récupération d'eau sans négliger la sécurité le
confort.
L'invention contribue ainsi à rendre le bâtiment complètement autonome d'un
point de vue
énergétique.
L'invention s'applique tant aux constructions existantes qu'aux nouvelles.
Toutefois, pour les nouvelles constructions, le dispositif est lié aux
éléments de structure du
bâtiment. Le bassin est lié aux éléments de structure, ce qui permet d'en
diminuer les coûts.
L'invention sera mieux comprise par la description de ses différentes étapes
de réalisation
a) Analyse et calcul du besoin énergétique du bâtiment, existant ou futur;
b) Analyse de l'emplacement du bâtiment : type de sol, orientation,...;
c) Calcul de la dimension du bassin (volume d'eau);
d) Choix des appareils : pompe, circulateur, chauffage;
e) Excavation;
f) Construction traditionnelle, selon les règles de l'art;
g) Isolation adéquate de la fondation du bassin (mur et plancher) en fonction
de sa
température interne;
h) Coulage de la dalle de béton radiante pour le fond du bassin;
i) Insertion et raccordement du système de drainage (drain de contour, puisard
et pompe
si nécessaire) pour récupérer et canaliser l'eau à l'intérieur du bassin;
j) Remplissage de l'intérieur du bassin par des pierres de la région d'une
grosseur
comprise entre 20 et 60 mm sans poussières; ces pierres serviront d'une part
d'élément structural pour le soutènement du plancher et du sous-sol et d'autre
part de
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charge pour augmenter l'inertie thermique du bassin, une fois mélangée avec
l'eau
recueillie;
k) Insérer le puisard intérieur pour favoriser l'alimentation en eau et les
échanges
thermiques avec le système de chauffage;
I) Isolation de la dalle de béton au sous-sol (ou au niveau nécessaire dans le
cas de
bâtiments sans sous-sol);
m) Couler la dalle par dessus avec la force de béton appropriée à la structure
(maison,
industrie, ... ); et
n) Implantation de la salle mécanique qui va faire fonctionner le système de
transfert
thermique te de distribution d'eau. Si la température de l'eau est trop
faible, on renvoie
de la chaleur recueillie par des panneaux solaires ou par géothermie.
Fonctionnement :
Lors des intempéries, les drains de contour récupèrent l'eau de pluie dans le
sol. Cette eau est
pompée ou dirigée par gravité dans le bassin (ou dans le puisard, si la nature
du sol fait qu'il
ne retienne pas l'eau).
Le bassin se remplit et doit idéalement se maintenir à pleine capacité en tout
temps. S'il le
bassin se trouve être trop rempli, le surplus d'eau s'écoule par le trop
plein. Si le bassin n'est
plus assez rempli, le réseau d'eau potable comble le manque d'eau jusqu'au
niveau minimum.
L'eau ainsi recueillie par le bassin peut être distribuée dans la maison pour
toute application
non potable, soit pour environ 90% des besoins.
L'eau recueillie se maintient naturellement dans le bassin entre 3 C et 10 C
en toute saison.
En hiver, la chaleur du sol qui monte dans le puisard fait fondre la neige et
la transforme en
eau. Cette plage de températures n'est pas propice ni à l'apparition ni à la
prolifération de
bactéries (ou d'autres micro-organismes) dans l'eau stockée.
Grâce aux pierres immergées dans l'eau du bassin, la quantité de chaleur
emmagasinée va
être de 5 à 7 fois plus grande qu'avec l'eau seule.
Avec un circulateur géothermique (qui ne fait pas partie de l'invention) ou un
appareil
équivalent, on puise l'énergie à l'intérieur du bassin pour chauffer (ou
refroidir) le
bâtiment et produire l'eau nécessaire aux besoins domestiques.
L'exemple suivant est donné à titre illustratif seulement et ne serait en
aucun cas être
interprété comme constituant une quelconque limitation de l'objet de la
présente invention.
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CA 02685857 2009-11-18
Exemple : maison écoénergétique de la Figure I
Les éléments importants de la maison en rapport avec l'installation d'un
système
hydrodynamique de l'invention sont repérés sur la Figure I par les numéros 1 à
14 et
correspondent aux dispositifs et équipements suivants :
1- le bâtiment avec mur et toitures haute performance et fenestration orientée
le plus
possible au sud;
2- le bassin hydrodynamique à inertie thermique contenant des pierres de 5/4
de pouces à
21/2 de pouces et dans lequel le niveau d'eau est égal au trop plein, à une
température
située entre 35 et 65 degrés Fahrenheit;
3- la salle mécanique contenant, une pompe à eau, un circulateur, un
compresseur de
réfrigération, un réservoir échangeur, une ventilation centrale haute vélocité
et un
échangeur d'air, le tout préfabriqué;
4- le puisard d'accès intérieur de la salle mécanique pour un échange
hydrodynamique et
pour l'alimentation en eau non potable;
5- le puisard extérieur pour y accueillir l'eau de surface et l'eau de la
nappe si nécessaire
en fonction du type de sol;
6- le trop plein d'évacuation;
7- la dalle thermique au sous-sol et aux étages pour la distribution du
chauffage
hydronique ou pour transfert thermique accumulé;
8- la dalle thermique au fond du bassin pour appoint au système de
réfrigération.
Chauffage solaire ou autre énergie gratuite récupérée;
9- la fondation en coffrage isolant préfabriqué haute performance pour un
contrôle de
température interne;
10. la pompe submersible pour contrôle de niveau d'eau pluviale minimum
intérieur du
bassin;
11. le soi remanié sur tout le pourtour du bâtiment perméable;
12. le sol non remanié lors de l'excavation;
13. le panneau solaire thermique en lien avec l'échangeur de chaleur à eau
chaude et
dalle thermique fond bassin; et
14. la dalle extérieure de captation eau pluviale pour maximiser en tout temps
le niveau
d'eau accumulé.
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Les éléments importants de la salle mécanique 3 en rapport avec l'installation
d'un système
hydrodynamique de l'invention sont repérés sur la Figure Il par les numéros 15
à 30 et
correspondent aux dispositifs et équipements suivants :
15. unité de réfrigération avec refroidisseur et condenseur à l'eau;
16. pompe circulateur pour l'alimentation en eau du bassin et pour échange
thermique;
17. réservoir échangeur haute température pour eau chaude domestique;
18. réservoir échangeur moyenne température pour chauffage hydronique des
planchers
radiants et unité de ventilation
19. ventilation haute vélocité avec serpentin de chauffage basse température
et serpentin
de climatisation haute température;
20. échangeur d'air - récupérateur de chaleur pour entrée d'air frais avec
option
préchauffage et déshumidification;
21. encadrement en pointillé montrant une variant de l'invention dans laquelle
les
échangeurs thermiques sont placés dans le bassin hydrodynamique haute
température
enfouie (selon besoin en chauffage et en consommation);
22. alimentation d'eau récupérée pour le bâtiment;
23. retour d'air recyclé avec entrée d'air frais;
24. alimentation d'air chauffé ou climatisé;
25. entrée d'air frais au VRC (Ventilateur- Récupérateur de Chaleur);
26. sortie d'air vicié vers l'extérieur;
27. entrée d'eau potable;
28. sortie pour l'alimentation en eau chaude potable;
29. alimentation pour chauffage du plancher radiant; et
30. retour de l'eau en provenance l'entrant-sortant du plancher chauffant.
Dans le cas du présent exemple, la maison décrite est installée au Québec, à
Sainte-Césaire,
JOL 1TO, a un volume habitable de 493 m3, construite selon la norme 95
d'isolation thermique
du code du bâtiment du Canada et elle est munie d'un système solaire
complémentaire
constitué de 6 panneaux solaires de type Stieble Eltron, chaque panneau ayant
une capacité
comprise entre 6 000 et 9 000 Btu, soit entre 1 800 à 2 700 Watts. Sur une
année de
fonctionnement, il a été constaté une économie en électricité de 45 à 50 % de
la
consommation habituelle d'une telle maison et une économie en eau potable de
95 %. Le
pourcentage d'économie électrique attribuable au système hydrodynamique est
évalué à 60-
70%.
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CA 02685857 2009-11-18
Conclusions :
L'invention telle que décrite ci-après permet de minimiser l'impact des
bâtiments sur
l'environnement par l'économie d'énergie et par la récupération d'eau sans
négliger la sécurité
le confort. L'invention contribue ainsi à rendre le bâtiment complètement
autonome d'un point
de vue énergétique. L'invention s'applique tant aux constructions existantes
qu'aux nouvelles.
Toutefois, pour les nouvelles constructions, le dispositif est lié aux
éléments de structure du
bâtiment ce qui permet d'en diminuer sensiblement les coûts de fabrication.
Parmi les nombreux autres avantages des systèmes écoénergétiques de
l'invention il
est à mentionner:
- une grande stabilité de fonctionnement;
- un entretien minimum (par exemple avec de l'eau de javel 2 fois par an en
utilisant des pastilles de chlore pour piscine);
- le silence en fonctionnement;
- l'absence de charge environnementale;
- le caractère durable de l'installation; et
- le confort d'utilisation;
Bien que la présente invention ait été décrite à l'aide de mises en oeuvre
spécifiques, il
est entendu que plusieurs variations et modifications peuvent se greffer aux
dites mises
en oeuvre, et la présente invention vise à couvrir de telles modifications,
usages ou
adaptations de la présente invention suivant en général, les principes de
l'invention et
incluant toute variation de la présente description qui deviendra connue ou
conventionnelle dans le champ d'activité dans lequel se retrouve la présente
invention,
et qui peut s'appliquer aux éléments essentiels mentionnés ci-haut, en accord
avec la
portée des revendications suivantes.
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Representative Drawing