EP1963758A1 - Unite solaire de production frigorifique pour installation de climatisation, unite solaire de production calorifique, dispositifs et procede de controle correspondants - Google Patents

Unite solaire de production frigorifique pour installation de climatisation, unite solaire de production calorifique, dispositifs et procede de controle correspondants

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EP1963758A1
EP1963758A1 EP06819879A EP06819879A EP1963758A1 EP 1963758 A1 EP1963758 A1 EP 1963758A1 EP 06819879 A EP06819879 A EP 06819879A EP 06819879 A EP06819879 A EP 06819879A EP 1963758 A1 EP1963758 A1 EP 1963758A1
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EP
European Patent Office
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temperature
solar collectors
solar
flow rate
circulation pump
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06819879A
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German (de)
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Inventor
Gerard Llurens
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/002—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using solar energy
    • F25B27/007—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using solar energy in sorption type systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0046—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
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    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62—Absorption based systems

Definitions

  • the field of the invention is that of air conditioning or air conditioning systems using solar energy. More specifically, the invention relates to an autonomous refrigeration production unit operating all year exclusively or mainly from solar energy, and which has been provided with a regulation device so as to ensure satisfactory average energy performance of the solar energy. on at least part of the daytime period.
  • absorption means also known as absorption or abbreviated absorption refrigeration machines
  • absorption or abbreviated absorption refrigeration machines fed with heat absorbed by solar collectors
  • a second known disadvantage of these refrigerating production units is of course an operation depending on the periods of sunshine.
  • a first technique of the prior art provides for associating with such a unit a complementary device supplying heat to the boiler forming means of the absorption machine, for example a gas or fuel boiler burner, or an electric heating resistor. in order to compensate for periods when there is not enough sunlight.
  • a second technique is to accumulate water heated by an electrical resistance in a storage tank during periods of hollow electrical consumption to restore it during periods when the sun is insufficient.
  • the disadvantage of a dependence vis-à-vis the rate of sunshine typically leads to consider that the solar energy supply can be a supplementary supply of heat.
  • the exploitation of solar energy is made more difficult by the temperature levels reached which are lower than those obtained with a burner or an electrical resistance.
  • a recurring additional problem is to be able to reduce the periods of start-up of such refrigerating production units to suitable durations.
  • a first known technical solution provides to use vacuum solar collectors whose thermal performance can heat the fluid flowing in the sensors at temperatures higher than those reached in other types of solar collectors so as to counter the thermal inertia resulting from the heating of the fluid circuit of the refrigerating production unit.
  • This technical solution generates a consequent increase in the cost of the refrigerating production unit.
  • an object of the invention is to provide a solar unit for autonomous refrigeration production, that is to say without a supplementary heat supply system.
  • Another object of the invention is to provide a solar unit for simple refrigeration production and a reduced manufacturing cost.
  • the invention also aims to provide a solar refrigeration production unit for air conditioning installation that can cover the needs for air conditioning of premises from the first hours of occupation.
  • An object of the invention is also to provide a solar refrigeration production unit that can operate in any season.
  • the invention also aims to provide a solar refrigeration production unit whose automated control system is reliable.
  • a solar cooling unit for an air conditioning installation said installation including at least a first heat exchanger comprising: absorption means including boiler means and evaporator means, said evaporator means including at least a second heat exchanger and said boiler means including at least a third heat exchanger; a plurality of solar collectors; a first coolant circuit between said first heat exchanger and said second heat exchanger; and a second coolant circuit between said third heat exchanger and said plurality of solar collectors, said second circuit comprising at least one circulation pump supplying heat transfer fluid to said plurality of solar collectors, and at least one temperature sensor for measuring the temperature of said coolant at the output of said plurality of solar collectors.
  • such a solar refrigeration production unit includes means for varying the operational flow rate of said circulation pump as a function of the temperature of the fluid detected by said temperature sensor at the output of said plurality of solar collectors.
  • the invention proposes an autonomous refrigeration production unit for an air-conditioning installation operating solely from solar energy.
  • the second coolant circuit comprises at least one bypass comprising a first branch comprising at least said circulation pump and a second branch, and at least one valve acting on the flow of fluid flowing in said second branch of said bypass.
  • the valve acting on the bypass thus directs the heat transfer fluid leaving the solar collectors directly to the input of these sensors to accelerate the heating of the heat transfer fluid.
  • This valve also allows control of the temperature of the heat transfer fluid flowing to the boiler means.
  • the valve is of the disconnecting valve type or three-way valve operating in all or nothing.
  • the valve is of the disconnecting valve type or three-way valve operating in all or nothing.
  • it is possible to direct the entire flow of fluid in the branch of the bypass by means of a three-way valve or several shutoff valves.
  • the second heat transfer fluid circuit comprises at least heat transfer fluid storage tank means, and at least one three-way valve with progressive opening for distributing the operational flow between the means forming means for absorbing means and the means forming a heat transfer fluid storage tank.
  • These energy storage means thus make it possible to extend the operating time of the installation to periods when the sun is insufficient.
  • the three-way valve with progressive opening makes it possible to ensure that the heat transfer fluid reaching the storage tank has the required operating temperature.
  • the second heat transfer fluid circuit comprises at least a second circulation pump for circulating the heat transfer fluid of the heat transfer fluid storage tank means to the boiler means.
  • the plurality of solar collectors comprises at least two solar collectors associated in series and at least two groups of solar collectors associated in parallel.
  • the plurality of solar collectors is a plurality of planar solar collectors.
  • the first cooling fluid circuit comprises at least a first heat exchanger cooperating with a thermo-cool pump device, and the heat transfer fluid storage tank means are connected to a second heat exchanger cooperating with the thermo-fridge-pump device.
  • thermo-fridge-pump device thus increases the autonomy of the refrigerating production unit for a very low power consumption. Moreover, the energy efficiency obtained with the thermo-cooler device is very satisfactory if the heat evacuated by this device is recovered for heating the fluid contained in the means forming a heat transfer fluid storage tank.
  • the first cooling fluid circuit comprises at least one cooling fluid storage tank means.
  • the storage of a volume of cooling fluid thus makes it possible to compensate for a refrigeration production of the unit that is insufficient relative to the needs for air conditioning.
  • the absorption means preferably cooperate with at least one cooling tower.
  • the invention also relates to a method of operating a solar refrigeration production unit for air conditioning installation as described above comprising the steps of: circulating the coolant in the plurality of solar collectors;
  • the invention also relates to a method of starting a solar refrigeration production unit for air conditioning installation as described above, which comprises the steps of: comparing the temperature of the coolant detected by the temperature sensor at the output of said a plurality of solar collectors at a first set point; operating the circulation pump of the second heat transfer fluid circuit so that the operational flow rate is substantially equal to a first flow rate value if the temperature of the coolant detected by the temperature sensor at the outlet of the plurality of solar collectors is greater than at the first setpoint; - Adjust the operating flow rate of the circulation pump if the temperature of the coolant detected by the temperature sensor at the output of the plurality of solar collectors is greater than a second reference value according to a law of linear proportionality function of the deviation between the temperature of the coolant detected by the temperature sensor at the output of the plurality of solar collectors and the second setpoint value; maintain the operational flow rate substantially at a maximum flow rate value if the temperature of the coolant detected by the temperature sensor is greater than a third setpoint; actuating said at least one valve making
  • the invention also relates to a method for implementing a solar cooling production unit for an air conditioning installation as described above, comprising the steps of: acting on the circulation pump so that the operating flow rate of the pump circulation is substantially equal to a maximum flow rate value if the temperature of the coolant detected by the temperature sensor at the output of the plurality of solar collectors is greater than or equal to said third setpoint value and less than a safety setpoint value.
  • the flow of heat transfer fluid flowing in the solar collectors is adapted as a function of the temperature of the heat transfer fluid at the outlet of the collectors. to maintain this temperature for a longer time than a minimum useful temperature.
  • the first flow rate value is between two-tenths and five-tenths of said maximum flow rate value in the steps of the aforementioned start-up and processing methods of the above-mentioned refrigeration unit.
  • said third setpoint is between 68 degrees Celsius and 90 degrees Celsius.
  • Such a temperature level is adapted to the use of an absorption machine and makes it possible to reduce the heat losses in the second heat transfer fluid circuit given its moderate value.
  • the invention also relates to the startup and implementation methods mentioned above, such that the flow of fluid in said second branch of the bypass vanishes if the temperature of the coolant detected by the temperature sensor at the output of the plurality solar collectors is greater than or equal to said fourth setpoint value.
  • said fourth setpoint value is greater than or equal to said third setpoint value.
  • the invention also relates to a method of implementing a solar refrigeration production unit as described above, and which comprises a step of changing the operating flow rate of the circulation pump in the second branch of the bypass if the temperature heat transfer fluid raised by the temperature sensor at the output of the plurality of solar collectors is less than or equal to a sixth setpoint value less than or equal to the third setpoint value.
  • the automaton controls the position changes of the at least one valve for two different temperatures separated by a differential temperature in order to avoid damaging the valve by incessant openings and closings, if the temperature of the heat transfer fluid varies according to periodic oscillations.
  • the invention also relates to a starting device of a solar refrigeration production unit for air conditioning installation, said installation including at least a first heat exchanger, said solar unit comprising: absorption means including means forming a boiler and means evaporator forming means, said evaporator means including at least a second heat exchanger and said boiler means including at least a third heat exchanger; a plurality of solar collectors; a first coolant circuit between said first heat exchanger and said second heat exchanger; a second heat transfer fluid circuit between said third heat exchanger and said plurality of solar collectors, said second circuit comprising at least one circulation pump supplying heat transfer fluid to said plurality of solar collectors, and at least one temperature sensor intended to measure the temperature of said heat transfer fluid at the outlet of said plurality of solar collectors, said second heat transfer fluid circuit comprising at least one bypass comprising a first branch comprising at least said circulation pump and a second branch, and at least one valve acting on the flow of fluid flowing in said second branch of said bypass; means for varying the operating flow rate of said circulation pump
  • the invention also relates to a device for implementing a solar refrigeration production unit for an air-conditioning installation, said installation including at least a first heat exchanger, said solar unit comprising: absorption means including means forming a boiler and evaporator means, said evaporator means including at least a second heat exchanger and said boiler means including at least a third heat exchanger; a plurality of solar collectors; a first coolant circuit between said first heat exchanger and said second heat exchanger; a second coolant circuit between said third heat exchanger and said plurality of solar collectors, said second circuit comprising at least one circulation pump supplying heat transfer fluid to said plurality of solar collectors, and at least one temperature sensor for measuring the temperature of said coolant at the output of said plurality of solar collectors; means for varying the operational flow rate of said circulation pump as a function of the temperature of the fluid detected by said temperature sensor at the output of said plurality of solar collectors; comprising: means of action on said circulation pump so that the operating flow rate of said circulation pump is substantially equal to a
  • the invention also relates to a computer program product downloadable from a communication network and / or stored on a computer readable medium and / or executable by a microprocessor, characterized in that it comprises program code instructions for the performing the steps of the start-up method and / or the implementation methods described above, when executed on a computer or on an autonomous control device.
  • FIG. 1 presents a block diagram of a solar refrigeration production unit according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 illustrates a mode of implementation of a network of solar collectors participating in the invention
  • FIG. 3 presents the operation and start-up procedure of the unit according to the invention as a function of the temperature of the coolant at the outlet of the plurality of solar collectors
  • FIG. 4 illustrates a schematic diagram of a solar refrigeration production unit comprising storage tank means according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 5 illustrates a schematic diagram of a solar refrigeration production unit including a thermo-fridge-pump device according to a third embodiment of the invention
  • FIG. 6 illustrates a variant of the block diagram presented in FIG. 4. It will be noted that a reference number common to all the figures is used in the rest of the description to designate the same object or the same physical quantity.
  • the general principle of the invention is based on the use of solar energy to ensure in all seasons the coverage of the needs for air conditioning of premises, or a set of premises, during a minimum period of time. on a part of the daytime period.
  • the invention proposes for this a solar unit for autonomous and reliable refrigeration production, a simple and effective implementation.
  • FIG. 1 The schematic diagram of an embodiment of a solar refrigeration production unit according to the invention is presented in FIG.
  • This unit is intended to supply fan coils of an air conditioning installation 11.
  • a first heat exchanger 12 belonging to one of the fan coils of the air conditioning system 11 is shown. in the block diagram of Figure 1.
  • This first heat exchanger is connected to a first cooling fluid circuit 13 forming a closed circuit.
  • the cooling fluid is glycol water.
  • the production unit advantageously maintains the cooling fluid at a temperature between 4 and 12 ° C (4 and 12 degrees Celsius) in established operating mode.
  • a coolant circulation pump 14 allows the circulation of the cooling fluid in the first cooling fluid circuit 13.
  • the heat received by the cooling fluid through the first heat exchanger 12 of the air conditioning system 11 is discharged from this circuit by the evaporator means 15, also called evaporator, and including a second heat exchanger, an absorption machine 16.
  • the unit according to the invention further comprises a plurality of solar collectors 17 collecting the solar energy which is transmitted to a coolant, and more precisely water in this embodiment, circulating by means of a circulation pump 18 in a second heat transfer fluid circuit 19 for supplying heat to the boiler means 110, also called boiler, and including a third heat exchanger, of the absorption machine 16.
  • the fluid flow rate of the pump 18, all or part of which circulates in the plurality of solar collectors 17, is regulated according to the temperature measured by the temperature sensor 111, placed at the output of the plurality of solar collectors.
  • reference 111 is used indifferently to designate the temperature sensor 111 and the temperature measured by this sensor.
  • the heat received by the boiler and the evaporator of the absorption machine is evacuated by the exchanger 112 which can be cooled by a flow of air or by a circulation of water, for example belonging to the water circuit 114.
  • the fluids circulating in the absorption machine are preferably the water-lithium bromide pair and the ammonia-water pair.
  • a three-way valve 117 is installed on the second heat transfer fluid circuit 19 between the plurality of solar collectors 17 and the boiler means 110.
  • control of the position of the valve 117 is controlled by the automaton 118.
  • the valve 117 thus directs the coolant from the solar collectors in the branch 130 to the boiler means 110 if the temperature 111 exceeds or equalizes the temperature 116 or returns this fluid to the input of the solar collectors through a section of circuit, also called bypass 119, if the temperature is below the temperature 116.
  • a section of circuit also called bypass 119
  • the temperature 116 is greater than 70 degrees Celsius.
  • the second heat transfer fluid circuit comprises a portion of a water supply circuit comprising a backflow preventer 120, a check valve 121, a pressure regulator 122 and a sieve filter 123.
  • Pressure probes 124 are arranged on the second heat transfer fluid circuit 19 in order to be able to visually check the pressure of the heat transfer fluid in this circuit.
  • a vapor-liquid separating bottle 125 equipped with a valve makes it possible to evacuate the residual steam circulating in the second heat transfer fluid circuit.
  • the circulation pump 18 is doubled in anticipation of a maintenance interruption and is provided with antivibration isolation sections 126.
  • the plurality of solar collectors 17 is arranged in a power supply configuration combining the combination of solar collector groups connected in series 20 and in parallel 21.
  • This arrangement makes it possible to take advantage of of a reduction of the pressure losses, thanks to the association of the sensors in parallel, correlated to a suitable temperature rise, ie of several degrees, to the crossing of the solar collectors, which is authorized for the series disposition, without this must reduce the flow through the sensors.
  • the solar collectors 20 and 21 are preferably chosen from flat solar collectors whose purchase cost remains acceptable.
  • Expansion vessels 22 are placed on the highest points of the circuit so that the solar collectors are always supplied with heat transfer fluid. On the other hand, the expansion vessels 22 can evacuate the residual water vapor. Safety valves 23 mounted on the expansion vessels complete the safety equipment.
  • Manually actuated isolation valves 24 and automatic steamers 25 equip each group of sensors arranged in series 20. Thus, it is possible to shut off the coolant circulation in any group of solar collectors 20 in order to perform operations. Maintenance or replacement if a sensor is damaged.
  • the solar refrigeration production unit being designed to operate all year round, the number of solar collectors of the plurality of solar collectors installed is obtained in particular, but not exclusively, from forecasts based on the period of sunlight, that is to say, the winter period.
  • it is ensured that there is no supernumerary solar collectors for the solar unit according to the invention, in order to limit its cost price.
  • the solar gain is greater, there is a risk that the temperature of the heat transfer fluid rises above the boiling point of the heat transfer fluid in the solar collectors and that steam appears, inevitably causing a loss of efficiency of the sensors.
  • a motorized two-way valve 26 controlled according to the temperature of the coolant 111 at the outlet of the plurality of solar collectors is installed on the circuit branch supplying the group 27, to allow the heat transfer fluid circulation in a group 27 of series-mounted solar collectors 20.
  • the valve 26 closes, which increases the flow of coolant in the other groups of solar collectors and reduces by therefore the temperature 111.
  • the start-up sequence of the installation is presented with reference to FIG. 3.
  • This operating mode controlled by the automaton 118, makes it possible to significantly reduce the duration of the heating of the unit to a minimum temperature.
  • useful 33 which corresponds to the minimum temperature which must reach the heat transfer fluid in the boiler means 110 to allow the operation of the absorption means.
  • the temperature 33 is between 68 and 90 degrees Celsius.
  • the circulation pump 18 is started automatically and the coolant begins to circulate in the plurality of solar collectors 17.
  • the value of the operating flow of the pump 18 is adjusted substantially to a first flow rate value 310 by the controller 118.
  • the first flow rate value 310 is between 20 and 50 percent of the maximum flow value 311 and is advantageously equal to 40 percent of the flow rate. 311.
  • the three-way valve 117 is positioned by the controller 118 so as to direct the coolant in the branch of the bypass 119, to return the heat transfer fluid directly to the input of the solar collectors 17, without passing through the means forming boiler 110.
  • the temperature 111 exceeds a second setpoint temperature
  • the controller acts on the pump to increase the operational flow rate of the pump 18 in proportion to the temperature difference between the temperature 111 and the temperature 32.
  • the operational flow rate of the pump 18 is now at its maximum value 311, also called flow rate nominal value.
  • the controller 118 sends a setpoint to change the position of the three-way valve 117 and the heat transfer fluid leaving the plurality of solar collectors 17 is directed to the means forming a boiler 110.
  • safety devices incorporated in the controller 118 make it possible to stop or prevent the starting of the circulation pump 18, in order to prevent damage to the equipment of the installation.
  • boiler means 110 may be damaged if the temperature in the inlet branch of the boiler means exceeds a limit value.
  • the temperature of the fluid in the solar collectors may exceed the boiling temperature of the fluid and cause the appearance of water vapor, especially if the circulation pump is stopped and a volume of coolant stagnates in the sensors. In this situation, the automaton automatically controls the stopping of the circulation pump 18 and this pump 18 is started again only if the coolant has sufficiently cooled down and the temperature of the coolant has fallen back below worth 37.
  • a time programmer and / or a twilight switch may also be associated on the solar unit according to the invention to control the start time of the unit.
  • the three-way valve member 117 In nominal operating mode (shown with reference to FIG. 3), so as to avoid a periodic and close tilt in time, also called pumping, of the three-way valve member 117 between its two positions, it is preferentially provided that if the temperature drops below the temperature 34, the three-way valve changes position to redirect the coolant directly to the inlet of the plurality of solar collectors only if the temperature falls below a temperature 36 a few degrees lower than the temperature. 34.
  • the temperature difference between the temperature 34 and the temperature 36 is close to 8 degrees Celsius.
  • heat transfer fluid storage tank means 41 also called hot water storage tank, are installed on the heat transfer fluid circuit, as shown in FIG. 4.
  • Such a balloon storage is preferably arranged vertically.
  • This hot water storage tank 41 advantageously makes it possible to accelerate the rise in temperature of the coolant during the start-up period, to compensate for a decrease in sunshine during the operating regime, and extend the operating hours of the solar refrigeration unit, mainly at the end of the day.
  • the heat transfer fluid contained in such a hot water storage tank 41 is used to preheat the boiler means 110 of the absorption machine during the start-up period of the solar refrigeration unit.
  • a three-way valve with progressive opening 42 also called mixing valve, makes it possible to distribute the coolant coming from the plurality of solar collectors 17 between the storage tank 41 and the boiler means 110.
  • This valve 42 is slaved according to the temperature measured by a temperature sensor 43 placed at the inlet of the boiler means.
  • the mixing valve 42 directs all of the heat transfer fluid from the plurality of solar collectors 17 to the boiler means 110.
  • the mixing valve 42 passes gradually in the circuit branch 45 the heat transfer fluid from the plurality of solar collectors 17 to the means forming heat transfer fluid storage tank 110.
  • the heat transfer fluid flow sent to the storage tank means 41 varies linearly as a function of the difference between the temperature measured by the temperature sensor 43 and the set temperature 44.
  • a control member 46 is installed between the mixing valve and the storage tank means to prevent the heat transfer fluid from the plurality of solar collectors 17 from cooling the heat transfer fluid contained in the balloon forming means. accumulation 41.
  • the average temperature 49 measured in the hot water storage tank 41 is obtained from a sensor preferably placed in the upper part of the storage tank or from a weighted average of several temperatures recorded by a plurality of temperature sensors introduced into the balloon 41 for locally measuring the temperature of the coolant.
  • a second circulation pump 411 So as to be able to feed the boiler means 110 from the hot water storage tank 41 with a heat transfer fluid having a suitable temperature when the temperature 111 at the outlet of the plurality of solar collectors is insufficient, that is to say that is lower than the temperature 34, a second circulation pump 411, as well as a three-way valve operating in all or nothing 412, are installed near the boiler means 110.
  • the second circulation pump 411 is placed in front of the means forming a boiler and the three-way valve 412 after these same means, taking as a reference the direction of circulation of the coolant.
  • the pump 411 is started up for a temperature 49 of the heat transfer fluid contained in the storage tank greater than or equal to the temperature 34 if the temperature 111 at the output of the plurality of solar collectors is lower than the temperature 36.
  • the controller 118 intervenes to stop the pump 411 if the heat transfer fluid cools substantially, the temperature 49 becoming lower by a few degrees, and preferably by two degrees at temperature 36, or if the temperature 111 of the coolant at the outlet of the plurality of solar collectors becomes greater than the set temperature 34.
  • an alarm incorporated in the controller 118 prevents the start of the second circulation pump 411 if the absorption means are at a standstill.
  • the start of the second circulation pump is also controlled by the programmer of the air conditioning system for energy saving.
  • the valve 412 has an operation mirroring that of the valve 117. If the temperature 111 becomes higher than the set temperature 34, the valve 412 opens to direct the coolant from the boiler means 110 in the branch 413 to that the coolant returns to the plurality of solar collectors 17. On the contrary, if the temperature 111 becomes lower than the set temperature 34, the valve 412 closes and then directs the heat transfer fluid in the branch 414 to the storage tank d hot water 41.
  • the steps of the operating sequence of such a variant of the invention are therefore successively: the rise in temperature of the coolant circulating in the sensors in accordance with the start sequence described above coinciding with a preheating of the boiler means 110 from heat transfer fluid from the heat transfer fluid storage tank means 41; the opening of the three-way valve 117 for distributing the coolant in the branch 130 and for distributing the coolant from the plurality of solar collectors 17 in the boiler means 110; supplying the boiler means 110 with a mixture of heat transfer fluids from the plurality of solar collectors and the hot water storage tank 41; the supply of the boiler means 110 by the heat transfer fluid originating exclusively from the balloon 41.
  • means forming a storage tank for cooling fluid. 416 are installed on the branch 417 of the first circuit 13 supplying the first exchanger 12.
  • a modulating three-way valve 418 has been placed on the branch 417 to allow storage of the coolant in the accumulator means 416 as soon as the temperature measured by a temperature sensor 419 becomes less than a value. setpoint 420.
  • the progressive opening of the valve 418 is controlled by the temperature difference 421 between the temperature 419 and the temperature 420, and obeys, for example, a law of linear evolution as a function of the temperature difference 421.
  • the opening of the valve 418 depends on the temperature difference between the temperature 419 and the temperature 422 of the coolant within the coolant storage tank means 416.
  • the solar refrigeration production unit according to the invention comprises a thermo-refrigerant pump device 51 in addition to the heat transfer fluid storage tank means 41.
  • This device 51 provides additional cooling production to compensate for a lack of sunshine and / or allowing a night operation of the air conditioning system, which increases the autonomy of the unit by avoiding the breakage of the chain. refrigerating production.
  • thermo-fridge-pump device 51 makes it possible to heating the heat transfer fluid contained in the heat transfer fluid storage tank means from the heat transferred by the condenser 55 of the device 51.
  • thermo-cooler device 51 Another advantage of the thermo-cooler device 51 is to include a subcooling step to obtain coefficients of performance (COP) or ratio between the cooling capacity produced and the electrical power consumption greater than 4, which are particularly interesting in terms of energy.
  • COP coefficients of performance
  • thermo-fridge-pump device In order to optimize the overall energy efficiency of the solar refrigeration unit, the operation of the thermo-fridge-pump device is advantageously limited in time, and more precisely to the period useful for heating the heat transfer fluid contained in the storage tank. storage.
  • Such a device 51 comprises a refrigerant circuit 52, for example R134A, including a compressor 53, two heat exchangers (evaporator 54 and condenser 55), and a thermostatic expansion valve 56 accompanied by a third heat exchanger 57, also called subcooler, to increase the cooling of the refrigerant.
  • a refrigerant circuit 52 for example R134A, including a compressor 53, two heat exchangers (evaporator 54 and condenser 55), and a thermostatic expansion valve 56 accompanied by a third heat exchanger 57, also called subcooler, to increase the cooling of the refrigerant.
  • thermo-cooler device For the embodiment illustrated in FIG. 5, the heat evacuation of the subcooler is carried out by blowing air.
  • the heat exchangers of the thermo-cooler device are of the plate heat exchanger type. However, any other type of heat exchanger allowing a good efficiency of the exchange can be envisaged in a solar refrigeration production unit according to the invention.
  • the evaporator 54 of the thermofrepump device is disposed on the branch 58 of the first cooling fluid circuit and cools the fluid leaving the first heat exchanger 12.
  • the temperature of the refrigerant contained in the thermo-fridge device -pump is substantially equal to 5 degrees Celsius in the evaporator and 95 degrees Celsius in the condenser.
  • the start-up of the compressor 53 of the thermo-cooler device is controlled by the temperatures 419 and 43.
  • the controller 118 transmits a command to start the compressor if the temperature 43 is less than or equal to a first set temperature 59 and if the temperature is higher than a second setpoint temperature 510.
  • the first setpoint temperature 59 is set at 70 degrees Celsius and the second setpoint temperature 510 is equal to 4 degrees Celsius.
  • the controller 118 also controls the stopping of the compressor 53 in the case where: the temperature 43 is greater than a third setpoint temperature
  • the temperature 419 is less than or equal to the second set temperature 510.
  • thermo-cooler device is further provided with safety controls to maintain the refrigerant pressure at the outlet of the compressor 53 below an upper limit and the refrigerant pressure at the inlet of the compressor 53 above a lower limit. It also comprises a stop command in the event of an observation of an oil fault in the compressor 53.
  • the circulation pump is slaved according to a flow transmitter located in the branch of the second coolant circuit located at the inlet of the boiler means 110. The flow transmitter acts on the circulation pump 18 to maintain constant the flow of heat transfer fluid through the boiler means.
  • the flow rate of the pump is obviously variable since the circulation pump also ensures the distribution of heat transfer fluid of the heat transfer fluid storage tank means.
  • FIG. 4 A variant of the embodiment shown in FIG. 4 is illustrated in FIG.
  • the implementation of this embodiment requires that the portion of the second heat transfer fluid circuit including the plurality of solar collectors 17, shown in Figure 6, is provided with a first 61 and a second 62 two-way valve all or motorized nothing acting on the flow of heat transfer fluid circulating in groups of solar collectors mounted in series 20 by allowing or on the contrary by preventing the circulation of the coolant respectively in groups 27 and 63.
  • control member 46 is not represented in this FIG. 6, its integration with the schematic diagram of FIG. 6 resulting in a substantially obvious explanation of the explanations. mentioned in this document with respect to Figure 4.
  • the gradual step-by-step sequencing of the sensor groups of the plurality of solar collectors 17 when the temperature 111 rises comprises the following three successive steps: a step of closing the valve 61 when the temperature 111 reaches a first set point 64; a step of closing the valve 62 when the temperature 111 reaches a second setpoint value 65 greater than the set value 64; a step of securing the entire installation by stopping the pump 18 when the temperature 111 reaches a critical setpoint temperature 65.
  • Flow control means circulating in each sensor of a sensor group such as, for example, motorized valves mounted on the input of each sensor, may also be envisaged in another variation of the embodiment of the unit. shown in Figure 6, substantially more sophisticated and more gradual regulation.
  • the number and characteristics of the sensors, as well as the number of sensors in each sensor group and the number of motorized three-way valves can be adapted without affecting the generality of the invention.
  • a solar heat production unit for heating installation said installation including at least a first heat exchanger, comprising: absorption means including means forming boiler and evaporator means, said evaporator means including at least one at least one second heat exchanger and said boiler means including at least one third heat exchanger; a plurality of solar collectors; a first coolant circuit between said first heat exchanger and said second heat exchanger; and a second heat transfer fluid circuit between said third heat exchanger and said plurality of solar collectors, said second circuit comprising at least one circulation pump supplying heat transfer fluid to said plurality of solar collectors, and at least one temperature sensor for measuring the temperature of said heat transfer fluid at the output of said plurality of solar collectors; means for varying the operating flow rate of said circulation pump as a function of the temperature of the fluid detected by said temperature sensor at the output of said plurality of solar collectors.
  • the plurality of solar collectors of such a heat production unit may further comprise at least two solar collectors associated in series and at least two solar collector groups associated in parallel and / or at least one flat solar collector.
  • the second heat transfer fluid circuit may comprise heat transfer fluid storage tank means, and, where appropriate, the first heat transfer fluid circuit of such a heat production unit may comprise at least one first heat exchanger. cooperating with a thermo-cool pump device, the heat transfer fluid storage tank means being connected to a second heat exchanger cooperating with said thermo-cool pump device.
  • the technical characteristics and the processes described above relating to a solar refrigeration production unit according to the invention can also be and at least partly implemented in a heat production unit as described above, in particular by replacing the cooling fluid with a heat transfer fluid.

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Abstract

L'invention concerne une unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation, ladite installation incluant au moins un premier échangeur de chaleur (12) comprenant : des moyens à absorption (16) incluant des moyens formant bouilleur (110) et des moyens formant évaporateur (15), lesdits moyens formant évaporateur (15) incluant au moins un deuxième échangeur de chaleur et lesdits moyens formant bouilleur (110) incluant au moins un troisième échangeur de chaleur ; une pluralité de capteurs solaires (17); un premier circuit de fluide de refroidissement (13) entre ledit premier échangeur de chaleur (12) et ledit deuxième échangeur de chaleur; et un deuxième circuit de fluide caloporteur (19) entre ledit troisième échangeur de chaleur et ladite pluralité de capteurs solaires (17), ledit deuxième circuit (19) comprenant au moins une pompe de circulation (18) alimentant en fluide caloporteur ladite pluralité de capteurs solaires (17), et au moins un capteur de température (111) destiné à mesurer la température dudit fluide caloporteur à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires. Selon l'invention, une telle unité solaire de production frigorifique inclut des moyens pour faire varier le débit opérationnel de ladite pompe de circulation (18) en fonction de la température du fluide relevée par ledit capteur de température (111) à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires.

Description

Unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation, unité solaire de production calorifique, dispositifs et procédé de contrôle correspondants
Le domaine de l'invention est celui des systèmes de climatisation ou de conditionnement d'air utilisant l'énergie solaire. Plus précisément, l'invention concerne une unité de production frigorifique autonome fonctionnant toute l'année exclusivement ou principalement à partir d'énergie solaire, et qui a été pourvue d'un dispositif de régulation de façon à garantir des performances énergétiques moyennes satisfaisantes de l'unité sur au moins une partie de la période diurne.
L'utilisation d'énergie solaire pour produire du froid fait l'objet de développements techniques depuis déjà de nombreuses décennies. La mise en œuvre de tels équipements techniques peut permettre de réduire de façon significative la consommation d'électricité associée à l'usage croissant de la climatisation dans les locaux à usage d'habitation, de bureaux ou commercial, ce qui a bien évidemment un impact sur les équilibres économiques, l'indépendance énergétique et également sur la préservation de l'environnement, notamment dans les zones géographiques bénéficiant d'un fort taux d'ensoleillement.
Parmi les diverses solutions techniques envisageables, l'utilisation de moyens à absorption, encore appelés machines frigorifiques à absorption ou par raccourci machines à absorption, alimentés à partir de chaleur absorbée par des capteurs solaires est reconnue comme étant une des voies les plus prometteuses.
Le développement et la diffusion d'unités de production frigorifique reposant sur de telles machines frigorifiques à absorption fonctionnant à partir d'énergie solaire ont cependant été pénalisés par l'importance du coût de leur fabrication, notamment en raison du prix élevé des capteurs solaires. On estime encore actuellement le temps de retour sur investissement de telles unités à plusieurs dizaines d'années.
Un deuxième inconvénient connu de ces unités de production frigorifique est bien entendu un fonctionnement dépendant des périodes d'ensoleillement. Une première technique de l'art antérieur prévoit d'associer à une telle unité un dispositif complémentaire fournissant de la chaleur aux moyens formant bouilleur de la machine à absorption, par exemple un brûleur de chaudière au gaz ou au fuel, ou une résistance électrique chauffante de façon à compenser les périodes où l'ensoleillement n'est pas suffisant.
Une deuxième technique consiste à accumuler de l'eau chauffée par une résistance électrique dans un ballon de stockage pendant les périodes de consommation électriques creuses pour la restituer pendant les périodes où l'ensoleillement est insuffisant. En tout état de cause, l'inconvénient d'une dépendance vis-à-vis du taux d'ensoleillement conduit classiquement à considérer que l'apport d'énergie solaire ne peut constituer qu'une fourniture d'appoint en chaleur. Par ailleurs, il est généralement admis que l'exploitation de l'énergie solaire est rendue plus difficile par les niveaux de température atteints qui sont plus faible que ceux obtenus avec un brûleur ou une résistance électrique.
En outre, un problème supplémentaire récurrent est de pouvoir réduire les périodes de mise en route de telles unités de production frigorifique à des durées convenables.
Une première solution technique connue prévoit d'utiliser des capteurs solaires sous vide dont les performances thermiques permettent de chauffer le fluide circulant dans les capteurs à des températures supérieures à celles atteintes dans d'autres types de capteurs solaires de façon à contrer l'inertie thermique résultant de la mise en température du circuit de fluide de l'unité de production frigorifique. Cette solution technique engendre cependant une augmentation conséquente du coût de l'unité de production frigorifique.
Une autre solution technique connue de l'art antérieur consiste à préchauffer le fluide circulant dans la machine à absorption au moyen des systèmes de fourniture de chaleur d'appoint précités. De manière générale, la mise en œuvre des techniques connues conduit à un surcoût de fabrication supplémentaire pour l'unité de production frigorifique et rend cette unité moins robuste, d'un contrôle plus complexe, et donc moins fiable. En d'autres termes, les techniques connues sont onéreuses et/ou énergivores si on souhaite conserver des performances acceptables, et ne sont donc pas satisfaisantes.
L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir une unité solaire de production frigorifique autonome, c'est-à-dire sans système de fourniture de chaleur d'appoint.
Un autre objectif de l'invention est de fournir une unité solaire de production frigorifique simple et d'un coût de fabrication réduit.
L'invention a également pour objectif de fournir une unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation qui permette de couvrir les besoins en climatisation de locaux dès les premières heures d'occupation.
Un objectif de l'invention est d'autre part de fournir une unité solaire de production frigorifique qui puisse fonctionner en toute saison.
L'invention a encore pour objectif de fournir une unité solaire de production frigorifique dont le système automatisé de contrôle est fiable. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'une unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation, ladite installation incluant au moins un premier échangeur de chaleur comprenant : des moyens à absorption incluant des moyens formant bouilleur et des moyens formant évaporateur, lesdits moyens formant évaporateur incluant au moins un deuxième échangeur de chaleur et lesdits moyens formant bouilleur incluant au moins un troisième échangeur de chaleur ; une pluralité de capteurs solaires ; un premier circuit de fluide de refroidissement entre ledit premier échangeur de chaleur et ledit deuxième échangeur de chaleur ; et un deuxième circuit de fluide caloporteur entre ledit troisième échangeur de chaleur et ladite pluralité de capteurs solaires, ledit deuxième circuit comprenant au moins une pompe de circulation alimentant en fluide caloporteur ladite pluralité de capteurs solaires, et au moins un capteur de température destiné à mesurer la température dudit fluide caloporteur à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires.
Selon l'invention, une telle unité solaire de production frigorifique inclut des moyens pour faire varier le débit opérationnel de ladite pompe de circulation en fonction de la température du fluide relevée par ledit capteur de température à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires.
Ainsi l'invention propose une unité de production frigorifique autonome pour installation de climatisation fonctionnant uniquement à partir d'énergie solaire.
La régulation de l'installation est par ailleurs simple et fiable, puisqu'elle est mise en œuvre à partir d'un seul point de mesure de température. Par ailleurs, en agissant sur le débit opérationnel de la pompe de circulation et non sur des vannes placées sur le second circuit de fluide caloporteur on prévient en grande partie les dysfonctionnements liés à un mauvais d'équilibrage des branches du circuit de fluide. De façon avantageuse, le deuxième circuit de fluide caloporteur comprend au moins un bipasse comprenant une première branche comprenant au moins ladite pompe de circulation et une seconde branche, et au moins une vanne agissant sur le débit de fluide circulant dans ladite seconde branche dudit bipasse.
La vanne agissant sur le bipasse permet ainsi de diriger le fluide caloporteur sortant des capteurs solaires directement vers l'entrée de ces capteurs pour accélérer la chauffe du fluide caloporteur. Cette vanne autorise également le contrôle de la température du fluide caloporteur circulant vers les moyens formant bouilleur.
Préférentiellement, la vanne est du type vanne de sectionnement ou vanne trois voies fonctionnant en tout ou rien. Ainsi il est possible de diriger tout le débit de fluide dans la branche du bipasse au moyen d'une vanne trois voies ou de plusieurs vannes de sectionnement.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le deuxième circuit de fluide caloporteur comprend au moins des moyens formant ballon d'accumulation de fluide caloporteur, et au moins une vanne trois voies à ouverture progressive permettant de distribuer le débit opérationnel entre les moyens formant bouilleur des moyens à absorption et les moyens formant ballon d'accumulation de fluide caloporteur. Ces moyens de stockage d'énergie permettent ainsi d'étendre la durée de fonctionnement de l'installation aux périodes où l'ensoleillement est insuffisant. Par ailleurs, la vanne trois voies à ouverture progressive permet de s'assurer que le fluide caloporteur parvenant dans le ballon d'accumulation a la température utile requise. Avantageusement, le deuxième circuit de fluide caloporteur comprend au moins une deuxième pompe de circulation permettant de faire circuler le fluide caloporteur des moyens formant ballon d'accumulation de fluide caloporteur vers les moyens formant bouilleur.
Ainsi l'alimentation en fluide caloporteur des moyens formant bouilleur est possible même dans le cas où ladite au moins une vanne dirige l'ensemble du fluide caloporteur provenant de la pluralité de capteurs solaires dans la branche du bipasse.
De façon avantageuse, la pluralité de capteurs solaires comprend au moins deux capteurs solaires associés en série et au moins deux groupes de capteurs solaires associés en parallèle.
Une tel agencement des capteurs solaires permet ainsi de bénéficier d'une élévation de température de plusieurs degrés dans les capteurs solaires à la faveur du montage des capteurs en série et d'une réduction des pertes de charge, grâce à l'association des capteurs solaires en parallèle. Avantageusement, la pluralité de capteurs solaires est une pluralité de capteurs solaires plans.
Le coût de l'unité est ainsi fortement réduit.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, le premier circuit de fluide de refroidissement comprend au moins un premier échangeur de chaleur coopérant avec un dispositif de thermo-frigo-pompe, et les moyens formant ballon d'accumulation de fluide caloporteur sont reliés à un deuxième échangeur de chaleur coopérant avec le dispositif de thermo-frigo-pompe.
L'ajout d'un dispositif de thermo-frigo-pompe permet ainsi d'accroître l'autonomie de l'unité de production frigorifique pour une consommation électrique très réduite. Par ailleurs, le rendement énergétique obtenu avec le dispositif de thermo-frigo-pompe est très satisfaisant si on récupère la chaleur évacuée par ce dispositif pour chauffer le fluide contenu dans les moyens formant ballon d'accumulation de fluide caloporteur. Selon un autre aspect avantageux, le premier circuit de fluide de refroidissement comprend au moins des moyens formant ballon d'accumulation de fluide de refroidissement.
Le stockage d'un volume de fluide de refroidissement permet ainsi de compenser un production frigorifique de l'unité insuffisante par rapport aux besoins en climatisation.
Les moyens à absorption coopèrent de préférence avec au moins une tour de refroidissement.
L'invention concerne également un procédé de fonctionnement d'une unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation telle que décrite précédemment comprenant les étapes consistant à : faire circuler le fluide caloporteur dans la pluralité de capteurs solaires ;
- relever la température du fluide caloporteur mesurée par le capteur de température à la sortie de la pluralité de capteurs solaires ; faire varier le débit opérationnel de la pompe de circulation en fonction de la température du fluide relevée par le capteur de température à la sortie de la pluralité de capteurs solaires transférer le fluide caloporteur dans les moyens formant bouilleur après qu'il ait circulé dans la pluralité de capteurs solaires; faire circuler le fluide de refroidissement dans les moyens formant évaporateur puis dans le premier échangeur de chaleur. L'invention concerne encore un procédé de démarrage d'une unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation telle que décrite précédemment, qui comprend les étapes consistant à : comparer la température du fluide caloporteur relevée par le capteur de température à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires à un première valeur de consigne ; mettre en fonctionnement la pompe de circulation du deuxième circuit de fluide caloporteur pour que le débit opérationnel soit sensiblement égal à une première valeur de débit si la température du fluide caloporteur relevée par le capteur de température à la sortie de la pluralité de capteurs solaires est supérieure à la première valeur de consigne ; - ajuster le débit opérationnel de la pompe de circulation si la température du fluide caloporteur relevée par le capteur de température à la sortie de la pluralité de capteurs solaires est supérieure à une deuxième valeur de consigne selon une loi de proportionnalité linéaire fonction de l'écart entre la température du fluide caloporteur relevée par le capteur de température à la sortie de la pluralité de capteurs solaires et la deuxième valeur de consigne ; maintenir le débit opérationnel sensiblement à une valeur de débit maximale si la température du fluide caloporteur relevée par le capteur de température est supérieure à une troisième valeur de consigne ; actionner ladite au moins une vanne permettant de réduire à une valeur nulle le débit opérationnel circulant dans la seconde branche du bipasse si la température du fluide caloporteur relevée par le capteur de température à la sortie de la pluralité de capteurs solaires est supérieure à une quatrième valeur de consigne. Un tel procédé de démarrage permet ainsi un réchauffage rapide du fluide caloporteur. L'invention concerne également un procédé de mise en œuvre d'une unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation telle que décrite précédemment, comprenant les étapes consistant à : agir sur la pompe de circulation de sorte que le débit opérationnel de la pompe de circulation soit sensiblement égal à une valeur de débit maximale si la température du fluide caloporteur relevée par le capteur de température à la sortie de la pluralité de capteurs solaires est supérieure ou égale à ladite troisième valeur de consigne et inférieure à une valeur de consigne de sécurité ; arrêter la pompe de circulation si la température du fluide caloporteur relevée par le capteur de température à la sortie de la pluralité de capteurs solaires est inférieure ou égale à une cinquième valeur de consigne ; agir sur la pompe de circulation de sorte que le débit opérationnel de ladite pompe de circulation soit supérieur ou égal à la première valeur de débit et inférieur à la valeur de débit maximale si la température du fluide caloporteur relevée par le capteur de température à la sortie de la pluralité de capteurs solaires est inférieure à la troisième valeur de consigne et supérieure et/ou égale à la deuxième valeur de consigne.
Ainsi, on adapte le débit de fluide caloporteur circulant dans les capteurs solaires en fonction de la température du fluide caloporteur à la sortie des capteurs solaires pour maintenir cette température le plus longtemps supérieure à un température minimale utile.
Préférentiellement, la première valeur de débit est comprise entre deux dixièmes et cinq dixièmes de ladite valeur de débit maximale dans les étapes des procédés de démarrage et de mise en œuvre de l'unité solaire de production frigorifique susmentionnés.
Avantageusement ladite troisième valeur de consigne est comprise entre 68 degrés Celsius et 90 degrés Celsius.
Un tel niveau de température est adapté à l'utilisation d'une machine à absorption et permet de réduire les pertes de chaleur dans le deuxième circuit de fluide caloporteur étant donné sa valeur modérée.
L'invention concerne aussi les procédés de démarrage et de mise en œuvre mentionnés précédemment, tels que le débit de fluide dans ladite seconde branche du bipasse s'annule si la température du fluide caloporteur relevée par le capteur de température à la sortie de la pluralité de capteurs solaires est supérieure ou égale à ladite quatrième valeur de consigne.
Préférentiellement, ladite quatrième valeur de consigne est supérieure ou égale à ladite troisième valeur de consigne.
Ainsi il n'est pas possible de faire circuler du fluide caloporteur dont une température est inférieure à la troisième valeur de consigne vers les moyens formant bouilleur.
L'invention concerne encore un procédé de mise en œuvre d'une unité solaire de production frigorifique tel que décrit précédemment, et qui comprend une étape consistant à faire passer le débit opérationnel de la pompe de circulation dans la seconde branche du bipasse si la température du fluide caloporteur relevée par le capteur de température à la sortie de la pluralité de capteurs solaires est inférieure ou égale à une sixième valeur de consigne inférieure ou égale à la troisième valeur de consigne.
Ainsi, l'automate commande les changements de position de ladite au moins une vanne pour deux températures différentes séparées par un différentiel de température afin d'éviter de détériorer la vanne par des ouvertures et des fermetures incessantes, si la température du fluide caloporteur vient à varier suivant des oscillations périodiques.
L'invention concerne encore un dispositif de démarrage d'une unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation, ladite installation incluant au moins un premier échangeur de chaleur, ladite unité solaire comprenant : des moyens à absorption incluant des moyens formant bouilleur et des moyens formant évaporateur, lesdits moyens formant évaporateur incluant au moins un deuxième échangeur de chaleur et lesdits moyens formant bouilleur incluant au moins un troisième échangeur de chaleur ; une pluralité de capteurs solaires ; un premier circuit de fluide de refroidissement entre ledit premier échangeur de chaleur et ledit deuxième échangeur de chaleur ; - un deuxième circuit de fluide caloporteur entre ledit troisième échangeur de chaleur et ladite pluralité de capteurs solaires, ledit deuxième circuit comprenant au moins une pompe de circulation alimentant en fluide caloporteur ladite pluralité de capteurs solaires, et au moins un capteur de température destiné à mesurer la température dudit fluide caloporteur à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires, ce deuxième circuit de fluide caloporteur comprenant au moins un bipasse comprenant une première branche comprenant au moins ladite pompe de circulation et une seconde branche, et au moins une vanne agissant sur le débit de fluide circulant dans ladite seconde branche dudit bipasse ; des moyens pour faire varier le débit opérationnel de ladite pompe de circulation en fonction de la température du fluide relevée par ledit capteur de température à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires ; comprenant : des moyens de comparaison de ladite température dudit fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires à un première valeur de consigne ; des moyens de mise en fonctionnement de ladite pompe de circulation dudit deuxième circuit de fluide caloporteur pour que ledit débit opérationnel soit sensiblement égal à une première valeur de débit si ladite température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires est supérieure à ladite première valeur de consigne ; des moyens d'ajustement dudit débit opérationnel de ladite pompe de circulation si ladite température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires est supérieure à une deuxième valeur de consigne selon une loi de proportionnalité linéaire fonction de l'écart entre ladite température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires et ladite deuxième valeur de consigne ; des moyens de maintien dudit débit opérationnel sensiblement à une valeur de débit maximale si ladite température dudit fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température est supérieure à une troisième valeur de consigne ; des moyens d'actionnement de ladite au moins une vanne permettant de réduire à une valeur nulle le débit opérationnel circulant dans ladite seconde branche dudit bipasse si ladite température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires est supérieure à une quatrième valeur de consigne.
L'invention concerne également un dispositif de mise en œuvre d'une unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation, ladite installation incluant au moins un premier échangeur de chaleur, ladite unité solaire comprenant : des moyens à absorption incluant des moyens formant bouilleur et des moyens formant évaporateur, lesdits moyens formant évaporateur incluant au moins un deuxième échangeur de chaleur et lesdits moyens formant bouilleur incluant au moins un troisième échangeur de chaleur ; une pluralité de capteurs solaires ; un premier circuit de fluide de refroidissement entre ledit premier échangeur de chaleur et ledit deuxième échangeur de chaleur ; un deuxième circuit de fluide caloporteur entre ledit troisième échangeur de chaleur et ladite pluralité de capteurs solaires, ledit deuxième circuit comprenant au moins une pompe de circulation alimentant en fluide caloporteur ladite pluralité de capteurs solaires, et au moins un capteur de température destiné à mesurer la température dudit fluide caloporteur à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires ; - des moyens pour faire varier le débit opérationnel de ladite pompe de circulation en fonction de la température du fluide relevée par ledit capteur de température à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires ; comprenant : des moyens d'action sur ladite pompe de circulation de sorte que le débit opérationnel de ladite pompe de circulation soit sensiblement égal à une valeur de débit maximale si ladite température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires est supérieure ou égale à ladite troisième valeur de consigne et inférieure à une valeur de consigne de sécurité ; - des moyens d'arrêt de ladite pompe de circulation si ladite température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires est inférieure ou égale à une cinquième valeur de consigne ; des moyens d'action sur ladite pompe de circulation de sorte que le débit opérationnel de ladite pompe de circulation soit supérieur ou égal à ladite première valeur de débit et inférieur à ladite valeur de débit maximale si la température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires est inférieure à ladite troisième valeur de consigne et supérieure et/ou égale à ladite deuxième valeur de consigne. L'invention concerne aussi un produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé de démarrage et/ou des procédés de mise en œuvre décrits ci- dessus, lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur ou sur un dispositif de contrôle autonome.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1 présente un schéma de principe d'une unité solaire de production frigorifique selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 illustre un mode de mise en œuvre d'un réseau de capteurs solaires participant à l'invention ; la figure 3 présente le mode opératoire de démarrage et de fonctionnement de l'unité selon l'invention en fonction de la température du fluide caloporteur à la sortie de la pluralité de capteurs solaires ; - La figure 4 illustre un schéma de principe d'une unité solaire de production frigorifique comprenant des moyens formant ballon d'accumulation selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; La figure 5 illustre un schéma de principe d'une unité solaire de production frigorifique incluant un dispositif de thermo-frigo-pompe selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;
La figure 6 illustre une variante du schéma de principe présenté figure 4. On notera qu'un numéro de référence commun à l'ensemble des figures est utilisé dans la suite de la description pour désigner un même objet ou une même grandeur physique. Le principe général de l'invention repose sur l'utilisation d'énergie solaire pour assurer en toute saison la couverture des besoins en climatisation de locaux, ou d'un ensemble de locaux, au cours d'une plage horaire s'étendant à minima sur une partie de la période diurne. L'invention propose pour cela une unité solaire de production frigorifique autonome et fiable, d'une mise en oeuvre simple et efficace.
Le schéma de principe d'un mode de réalisation d'une unité solaire de production frigorifique selon l'invention est présenté figure 1.
Cette unité selon l'invention est destinée à alimenter des ventilo- convecteurs d'une installation de climatisation 11. Par soucis de lisibilité, seul un premier échangeur de chaleur 12 appartenant à un des ventilo-convecteurs de l'installation de climatisation 11 est représenté sur le schéma de principe de la figure 1. Ce premier échangeur de chaleur est relié à un premier circuit de fluide de refroidissement 13 formant un circuit fermé. Préférentiellement le fluide de refroidissement est de l'eau glycolée. L'unité de production maintient avantageusement le fluide de refroidissement à une température comprise entre 4 et 12°C (4 et 12 degrés Celsius) en régime de fonctionnement établi. Une pompe de circulation de fluide de refroidissement 14 permet la circulation du fluide de refroidissement dans le premier circuit de fluide de refroidissement 13. La chaleur reçue par le fluide de refroidissement en traversant le premier échangeur de chaleur 12 de l'installation de climatisation 11 est évacuée de ce circuit par les moyens formant évaporateur 15, encore appelés évaporateur, et incluant un deuxième échangeur de chaleur, d'une machine à absorption 16.
L'unité selon l'invention comprend d'autre part une pluralité de capteurs solaires 17 recueillant l'énergie solaire qui est transmise à un fluide caloporteur, et plus précisément de l'eau dans ce mode de réalisation, circulant au moyen d'une pompe de circulation 18 dans un deuxième circuit de fluide caloporteur 19 pour alimenter en chaleur les moyens formant bouilleur 110, encore appelés bouilleur, et incluant un troisième échangeur de chaleur, de la machine à absorption 16. Le débit de fluide de la pompe 18, dont tout ou partie circule dans la pluralité de capteurs solaires 17, est régulé en fonction de la température mesurée par le capteur de température 111, placé à la sortie de la pluralité de capteurs solaires.
Dans la suite de la description, on emploie indifféremment la référence 111 pour désigner le capteur de température 111 et la température mesurée par ce capteur.
La chaleur reçue par le bouilleur et l'évaporateur de la machine à absorption est évacuée par l'échangeur 112 qui peut être refroidi par un flux d'air ou par une circulation d'eau, par exemple appartenant au circuit d'eau 114 d'une tour aéroréfrigérante 115. Les fluides circulant dans la machine à absorption sont préférentiellement le couple eau-bromure de lithium et le couple ammoniac-eau.
Afin de pouvoir garantir une température minimale 116 au fluide pénétrant dans les moyens formant bouilleur 110 du deuxième circuit de fluide caloporteur
19, une vanne trois voies 117 est installée sur le deuxième circuit de fluide caloporteur 19 entre la pluralité de capteurs solaires 17 et les moyens formant bouilleur 110.
Avantageusement, le contrôle de la position de la vanne 117 est piloté par l'automate 118.
La vanne 117 dirige ainsi le fluide caloporteur provenant des capteurs solaires dans la branche 130 vers les moyens formant bouilleur 110 si la température 111 excède ou égale la température 116 ou retourne ce fluide vers l'entrée des capteurs solaires au travers d'un tronçon de circuit, encore appelé bipasse 119, si la température est inférieure à la température 116. Préférentiellement la température 116 est supérieure à 70 degrés Celsius. Le deuxième circuit de fluide caloporteur circuit comprend une portion de circuit d'alimentation en eau, comprenant un disconnecteur 120, un clapet antiretour 121, un régulateur de pression 122 et un filtre à tamis 123.
Des sondes de pression 124, ou manomètres, sont disposées sur le deuxième circuit de fluide caloporteur 19 afin de pouvoir effectuer un contrôle visuel de la pression du fluide caloporteur dans ce circuit. Une bouteille séparatrice vapeur-liquide 125 équipée d'une soupape permet d'évacuer la vapeur d'eau résiduelle circulant dans le deuxième circuit de fluide caloporteur.
La pompe de circulation 18 est doublée en prévision d'une interruption pour maintenance et est pourvue de sections d'isolement antivibratoire 126.
Dans un mode de mise en oeuvre préférentiel, illustré figure 2, la pluralité de capteurs solaire 17 est disposée selon une configuration d'alimentation combinant l'association de groupes de capteurs solaires montés en série 20 et en parallèle 21. Cette disposition permet de profiter d'une réduction des pertes de charge, grâce à l'association des capteurs en parallèle, corrélée à une élévation de température convenable, soit de plusieurs degrés, à la traversée des capteurs solaires, qui est autorisée pour la disposition en série, sans pour cela devoir réduire le débit au travers des capteurs. Les capteurs solaires 20 et 21 sont préférentiellement choisis parmi les capteurs solaires plans dont le coût d'achat reste acceptable.
Des vases d'expansion 22 sont placés sur les points les plus élevés du circuit de façon à ce que les capteurs solaires restent toujours alimentés en fluide caloporteur. D'autre part, les vases d'expansion 22 permettent d'évacuer la vapeur d'eau résiduelle. Des soupapes de sécurité 23 montées sur les vases d'expansion complètent l'équipement de sécurité.
Des vannes d'isolement à actionnement manuel 24 et des purgeurs automatiques 25 équipent chaque groupe de capteurs disposés en série 20. Ainsi, il est possible de couper la circulation de fluide caloporteur dans un groupe quelconque de capteurs solaires 20 afin d'effectuer des opérations de maintenance ou de remplacement si un capteur est endommagé.
L'unité solaire de production frigorifique étant prévue pour fonctionner pendant toute l'année, le nombre de capteurs solaires de la pluralité de capteurs solaires installé est obtenu notamment, mais non exclusivement, à partir de prévisions basées sur la période de plus faible ensoleillement, c'est-à-dire la période hivernale. En outre, et en tout état de cause, on veille à ce qu'il n'y ait pas de capteurs solaires surnuméraires pour l'unité solaire selon l'invention, afin de limiter son prix de revient. En période estivale, les apports solaires étant plus importants, il y a alors risque que la température du fluide caloporteur s'élève au- dessus de la température d'ébullition du fluide caloporteur dans les capteurs solaires et que de la vapeur apparaisse, provoquant inévitablement une perte d'efficacité des capteurs. À cet effet une vanne deux voies motorisée 26 asservie en fonction de la température du fluide caloporteur 111 à la sortie de la pluralité de capteurs solaires est installée sur la branche de circuit alimentant le groupe 27, pour permettre de couper la circulation de fluide caloporteur dans un groupe 27 de capteurs solaires du type montés en série 20. Lorsque la température 111 excède une température de consigne de sécurité 28, la vanne 26 se ferme, ce qui augmente le débit de fluide caloporteur dans les autres groupes de capteurs solaires et réduit par conséquent la température 111.
La séquence de démarrage de l'installation est présentée en référence à la figure 3. Ce mode opératoire, contrôlé par l'automate 118, permet de réduire de façon significative la durée de mise en température de l'unité jusqu'à une température minimale utile 33 qui correspond à la température minimale à laquelle doit parvenir le fluide caloporteur dans les moyens formant bouilleur 110 pour permettre le fonctionnement des moyens à absorption. Avantageusement la température 33 est comprise entre 68 et 90 degrés Celsius.
Dès le lever du soleil, quelle que soit la couverture nuageuse, la température 111 s'élève à la sortie de la pluralité de capteurs solaires. Lorsque cette température 111 dépasse une première valeur de consigne 31 , la pompe de circulation 18 est mise en route automatiquement et le fluide caloporteur commence à circuler dans la pluralité de capteurs solaires 17. Dans cette première phase du démarrage, la valeur du débit opérationnel de la pompe 18 est ajustée sensiblement à une première valeur de débit 310 par l'automate 118. Préférentiellement, la première valeur de débit 310 est comprise entre 20 et 50 pourcents de la valeur maximale de débit 311 et est avantageusement égale à 40 pourcents du débit 311. De façon à accélérer la mise en température des capteurs solaires, la vanne trois voies 117 est positionnée par l'automate 118 de sorte à diriger le fluide caloporteur dans la branche du bipasse 119, afin de retourner le fluide caloporteur directement vers l'entrée des capteurs solaires 17, sans passage au travers des moyens formant bouilleur 110. Lorsque la température 111 dépasse une seconde température de consigne
32, l'automate agit sur la pompe pour augmenter le débit opérationnel de la pompe 18 proportionnellement à l'écart de température entre la température 111 et la température 32.
Dès que la température 111 atteint ou devient supérieure à la troisième valeur de consigne, ou température minimale utile 33, le débit opérationnel de la pompe 18 est maintenant à sa valeur maximale 311, encore appelée valeur nominale de débit.
Quand la température 111 devient supérieure ou égale à une quatrième valeur de consigne 34, l'automate 118 envoie une consigne pour changer la position de la vanne trois voies 117 et le fluide caloporteur sortant de la pluralité de capteurs solaires 17 est dirigé vers les moyens formant bouilleur 110.
Bien entendu, il est nécessaire de prévoir une temporisation, ou tout autre moyen d'action convenable, de façon à éviter des arrêts et des mises en route intempestifs de la pompe de circulation 18 dans la première phase du démarrage. En effet, l'ensemble du volume de fluide caloporteur s 'étant refroidi pendant la période nocturne, la température du fluide caloporteur ne devient homogène qu'après que le fluide caloporteur ait parcouru plusieurs tours dans le deuxième circuit de fluide caloporteur. Par exemple dans le cas d'apports solaires insuffisants, on prévoit, pour ce mode de réalisation, d'arrêter la pompe de circulation seulement si la température 111 descend en dessous d'une cinquième valeur de consigne 35, inférieure de plus de dix degrés Celsius à la première température de consigne 31.
D'autre part, des sécurités incorporées à l'automate 118 permettent d'arrêter ou d'empêcher le démarrage de la pompe de circulation 18, afin de prévenir l'endommagement des équipements de l'installation. En particulier, les moyens formant bouilleur 110 risquent d'être détériorés si la température dans la branche en entrée des moyens formant bouilleur excède une valeur limite. Par ailleurs, comme déjà mentionné, la température du fluide dans les capteurs solaires peut dépasser la température d'ébullition du fluide et entraîner l'apparition de vapeur d'eau, notamment si la pompe de circulation est à l'arrêt et qu'un volume de fluide caloporteur stagne dans les capteurs. Dans cette situation, l'automate commande automatiquement l'arrêt de la pompe de circulation 18 et cette pompe 18 n'est à nouveau démarrée que si le fluide caloporteur s'est suffisamment refroidi et que la température du fluide de refroidissement est redescendue en dessous d'une valeur 37.
Une programmateur horaire et/ou un interrupteur crépusculaire peuvent par ailleurs être associés sur l'unité solaire selon l'invention afin de contrôler l'heure de démarrage de l'unité.
En régime de fonctionnement nominal (présenté en référence à la figure 3), de façon à éviter un basculement périodique et rapproché dans temps, encore appelé pompage, de l'organe vanne trois voies 117 entre ses deux positions, on prévoit préférentiellement que si la température 111 baisse en dessous de la température 34, la vanne trois voies change de position pour rediriger le fluide caloporteur directement vers l'entrée de la pluralité de capteurs solaires seulement si la température devient inférieure à une température 36 inférieure de quelques degrés à la température 34. Avantageusement, le différentiel de température entre la température 34 et la température 36 est voisin de 8 degrés Celsius.
Dans un second mode de réalisation de l'invention, des moyens formant ballon d'accumulation de fluide caloporteur 41, encore appelés ballon de stockage d'eau chaude, sont installés sur le circuit de fluide caloporteur, comme illustré figure 4. Un tel ballon de stockage est préférentiellement disposé verticalement.
Ce ballon de stockage d'eau chaude 41 permet avantageusement d'accélérer la montée en température du fluide caloporteur lors de la période de démarrage, de pallier une baisse d'ensoleillement en régime de fonctionnement, et d'étendre la plage horaire de fonctionnement de l'unité solaire de production frigorifique, principalement en fin de journée.
On peut envisager, sans sortir du cadre de l'invention, que le fluide caloporteur contenu dans un tel ballon de stockage d'eau chaude 41 soit utilisé pour préchauffer les moyens formant bouilleur 110 de la machine à absorption lors de la période de démarrage de l'unité solaire de production frigorifique.
Une vanne trois voies à ouverture progressive 42, encore appelée vanne de mélange, permet de distribuer le fluide caloporteur provenant de la pluralité de capteurs solaires 17 entre le ballon de stockage 41 et les moyens formant bouilleur 110.
Cette vanne 42 est asservie en fonction de la température mesurée par un capteur de température 43, placé à l'entrée des moyens formant bouilleur.
Pour une température mesurée par le capteur de température 43 inférieure à une valeur de consigne 44, la vanne de mélange 42 dirige l'ensemble du fluide caloporteur provenant de la pluralité de capteurs solaires 17 vers les moyens formant bouilleur 110.
Lorsque la température mesurée par le capteur de température 43 est supérieure ou égale à la température de consigne 44, la vanne de mélange 42 laisse passer progressivement dans la branche de circuit 45 le fluide caloporteur provenant de la pluralité de capteurs solaires 17 vers les moyens formant ballon d'accumulation de fluide caloporteur 110. Avantageusement le débit de fluide caloporteur envoyé vers les moyens formant ballon d'accumulation 41 varie linéairement en fonction de l'écart entre la température mesurée par le capteur de température 43 et la température de consigne 44. Préférentiellement, un organe de contrôle 46 est installé entre la vanne de mélange et les moyens formant ballon d'accumulation pour éviter que le fluide caloporteur provenant de la pluralité de capteurs solaires 17 ne vienne refroidir le fluide caloporteur contenu dans les moyens formant ballon d'accumulation 41. Un tel organe ou vanne trois voies fonctionnant en tout ou rien 46, dirige ainsi le fluide caloporteur dans la branche 47 si la température dans la branche mesurée par le capteur de température 48, devient légèrement supérieure, c'est-à-dire supérieure de quelques degrés, à la température moyenne 49 mesurée dans le ballon de stockage d'eau chaude 41 et dans la branche 410 si la température dans la branche mesurée par le capteur de température 48, devient légèrement inférieure, c'est-à-dire inférieure de quelques degrés, à la température 49.
La température moyenne 49 mesurée dans le ballon de stockage d'eau chaude 41 est obtenue à partir d'un capteur placé de préférence dans la partie supérieure du ballon de stockage ou à partir d'une moyenne pondérée de plusieurs températures relevées par une pluralité de capteurs de températures introduits dans le ballon 41 pour mesurer localement la température du fluide caloporteur.
De façon à pouvoir alimenter les moyens formant bouilleur 110 à partir du ballon de stockage d'eau chaude 41 avec un fluide caloporteur possédant une température convenable lorsque la température 111 à la sortie de la pluralité de capteurs solaires est insuffisante, c'est-à-dire inférieure à la température 34, une deuxième pompe de circulation 411, ainsi qu'une vanne trois voies fonctionnant en tout ou rien 412, sont installés à proximité des moyens formant bouilleur 110.
Pour ce mode de réalisation, la deuxième pompe de circulation 411 est placée devant les moyens formant bouilleur et la vanne trois voies 412 après ces mêmes moyens en prenant pour référence le sens de circulation du fluide caloporteur.
La pompe 411, prévue avantageusement à débit constant pour satisfaire les besoins en fluide caloporteur des moyens formant bouilleur 110, est mise en route pour une température 49 du fluide caloporteur contenu dans le ballon de stockage supérieure ou égale à la température 34 si la température 111 à la sortie de la pluralité de capteurs solaires est inférieure à la température 36. L'automate 118 intervient toutefois pour arrêter la pompe 411 si le fluide caloporteur se refroidit sensiblement, la température 49 devenant inférieure de quelques degrés, et de préférence de deux degrés, à la température 36, ou si la température 111 du fluide caloporteur à la sortie de la pluralité de capteurs solaires redevient supérieure à la température de consigne 34. Par sécurité, une alarme incorporée à l'automate 118 empêche la mise en route de la deuxième pompe de circulation 411 si les moyens à absorption sont à l'arrêt. D'autre part, le démarrage de la deuxième pompe de circulation est également asservi au programmateur de l'installation de climatisation par mesure d'économie d'énergie.
La vanne 412 possède un fonctionnement en miroir de celui de la vanne 117. Si la température 111 devient supérieure à la température de consigne 34, la vanne 412 s'ouvre pour diriger le fluide caloporteur provenant des moyens formant bouilleur 110 dans la branche 413 afin que le fluide caloporteur retourne vers la pluralité de capteurs solaires 17. Au contraire, si la température 111 devient inférieure à la température de consigne 34, la vanne 412 se ferme et dirige alors le fluide caloporteur dans la branche 414 vers le ballon de stockage d'eau chaude 41.
Les étapes de la séquence de fonctionnement d'une telle variante de l'invention sont donc successivement : la montée en température du fluide caloporteur circulant dans les capteurs conformément à la séquence de démarrage décrite précédemment coïncidant avec une préchauffe des moyens formant bouilleur 110 à partir de fluide caloporteur provenant des moyens formant ballon d'accumulation de fluide caloporteur 41 ; l'ouverture de la vanne trois voies 117 permettant de distribuer le fluide caloporteur dans la branche 130 et de distribuer le fluide caloporteur provenant de la pluralité de capteurs solaires 17 dans les moyens formant bouilleur 110 ; - l'alimentation des moyens formant bouilleur 110 par un mélange de fluides caloporteurs provenant de la pluralité de capteurs solaires et du ballon de stockage d'eau chaude 41; l'alimentation des moyens formant bouilleur 110 par le fluide caloporteur provenant exclusivement du ballon 41. En outre, il peut être également envisagé, sans nuire à l'invention, de placer la vanne 412 dans la branche 415 entre la sortie du ballon de stockage et l'entrée des moyens formant bouilleur.
Par ailleurs, pour permettre un fonctionnement de l'installation de climatisation dans les situations où la puissance frigorifique produite par l'unité selon l'invention ne couvre l'ensemble des besoins en climatisation, des moyens formant ballon d'accumulation de fluide de refroidissement 416 sont installés sur la branche 417 du premier circuit 13 alimentant le premier échangeur 12.
À cet effet, une vanne trois voies modulante 418 a été placée sur la branche 417 pour permettre le stockage du fluide de refroidissement dans les moyens formant ballon d'accumulation 416 dès que la température mesurée par un capteur de température 419 devient inférieure à une valeur de consigne 420.
L'ouverture progressive de la vanne 418 est pilotée par l'écart de température 421 entre la température 419 et la température 420, et obéit par exemple à une loi d'évolution linéaire en fonction de l'écart de température 421. Dans une variante avantageuse de ce mode de réalisation, l'ouverture de la vanne 418 dépend l'écart de température entre la température 419 et la température 422 du fluide de refroidissement à l'intérieur des moyens formant ballon d'accumulation de fluide de refroidissement 416. Dans une autre variante de l'invention illustré figure 5, l'unité solaire de production frigorifique selon l'invention comprend un dispositif de thermo-frigo- pompe 51 en complément des moyens formant ballon d'accumulation de fluide caloporteur 41.
Ce dispositif 51 assure une production frigorifique d'appoint permettant de compenser un manque d'ensoleillement et/ou autorisant un fonctionnement nocturne de l'installation de climatisation, ce qui augmente donc l'autonomie de l'unité en évitant la rupture de la chaîne de production frigorifique.
Une utilisation judicieuse d'un tel dispositif 51 d'appoint dans une unité de production frigorifique selon l'invention permet d'autre part une récupération d'énergie significative. Le dispositif de thermo-frigo-pompe 51 permet en effet le chauffage du fluide caloporteur contenu dans les moyens formant ballon d'accumulation de fluide caloporteur à partir de la chaleur cédée par le condenseur 55 de ce dispositif 51.
Un autre avantage du dispositif de thermo-frigo-pompe 51 est d'inclure une étape de sous-refroidissement permettant d'obtenir des coefficients de performance (COP) ou rapport entre la puissance frigorifique produite et la puissance électrique consommée supérieur à 4, qui sont particulièrement intéressant au plan énergétique.
Afin d'optimiser le rendement énergétique global de l'unité solaire de production frigorifique, le fonctionnement du dispositif thermo-frigo-pompe est avantageusement limité dans le temps, et plus précisément à la période utile au réchauffement du fluide caloporteur contenu dans le ballon de stockage.
Un tel dispositif 51 comprend un circuit de fluide frigorigène 52, par exemple le R134A, incluant un compresseur 53, deux échangeurs de chaleur (évaporateur 54 et condenseur 55), et un détendeur de type thermo statique 56 accompagné d'un troisième échangeur de chaleur 57, encore appelé sous- refroidisseur, permettant d'accroître le refroidissement du fluide frigorigène.
Pour le mode de réalisation illustré figure 5, l'évacuation de chaleur du sous-refroidisseur est réalisée par soufflage d'air. Les échangeurs de chaleur du dispositif de thermo-frigo-pompe sont du type échangeur de chaleur à plaques. Toutefois, tout autre type d'échangeur de chaleur permettant une bonne efficacité de l'échange peut être envisagé dans une unité solaire de production frigorifique selon l'invention.
L'évaporateur 54 du dispositif formant thermo-frigo-pompe est disposé sur la branche 58 du premier circuit de fluide de refroidissement et refroidit le fluide sortant du premier échangeur de chaleur 12. Avantageusement la température du fluide frigorigène contenu dans le dispositif thermo-frigo-pompe est sensiblement égale à 5 degrés Celsius dans l'évaporateur et à 95 degrés Celsius dans le condenseur. La mise en route du compresseur 53 du dispositif de thermo-frigo-pompe est pilotée par les températures 419 et 43. L'automate 118 transmet une commande pour démarrer le compresseur si la température 43 est inférieure ou égale à une première température de consigne 59 et si la température est supérieure à une deuxième température de consigne 510. Préférentiellement, la première température de consigne 59 est fixée à 70 degrés Celsius et la deuxième température de consigne 510 est égale à 4 degrés Celsius.
L'automate 118 commande en outre l'arrêt du compresseur 53 dans le cas où : - la température 43 est supérieure à une troisième température de consigne
511, avantageusement égale à 82 degrés Celsius ; ou
- la température 419 est inférieure ou égale à la seconde température de consigne 510.
Le dispositif de thermo-frigo-pompe est de plus pourvu de commandes de sécurité pour conserver la pression du fluide frigorigène en sortie du compresseur 53 en dessous d'une limite supérieure et la pression de fluide frigorigène à l'entrée du compresseur 53 au dessus d'une limite inférieure. Il comprend également une commande d'arrêt en cas de constatation d'un défaut d'huile dans le compresseur 53. Suivant encore une autre variante de l'invention la pompe de circulation est asservie en fonction d'un transmetteur de débit situé dans la branche du deuxième circuit de fluide caloporteur située à l'entrée des moyens formant bouilleur 110. Le transmetteur de débit agit sur la pompe de circulation 18 pour maintenir constant le débit de fluide caloporteur traversant les moyens formant bouilleur. Suivant cette variante, le débit de la pompe est bien évidemment variable puisque la pompe de circulation assure par ailleurs la distribution de fluide caloporteur des moyens formant ballon d'accumulation de fluide caloporteur.
Une variante du mode de réalisation présenté à la figure 4 est illustrée figure 6. La mise en œuvre de ce mode de réalisation nécessite que la portion du deuxième circuit de fluide caloporteur incluant la pluralité de capteurs solaire 17, représentée sur la figure 6, soit pourvue d'une première 61 et d'une deuxième 62 vanne deux voies tout ou rien motorisées agissant sur le débit de fluide caloporteur circulant dans les groupes de capteurs solaire montés en série 20 en autorisant ou au contraire en empêchant la circulation du fluide caloporteur respectivement dans les groupes 27 et 63.
Il convient en effet de noter que le procédé de fonctionnement proposé pour la mise en œuvre de cette variante repose sur un mode opératoire original qui peut être combiné et/ou substitué au mode opératoire présenté en référence au figures 3 et 4.
D'autre part, par soucis d'accroître la lisibilité de la figure 6, l'organe de contrôle 46 n'est pas représenté sur cette figure 6, son intégration au schéma de principe de la figure 6 découlant de façon sensiblement évidente des explications mentionnées dans le présent document relativement à la figure 4.
Dans cette variante du mode de réalisation présenté à la figure 4, la séquence de mise en sécurité progressive, par paliers, des groupes de capteurs de la pluralité de capteurs solaire 17 lorsque la température 111 s'élève comprend les trois étapes successives suivantes : - une étape de fermeture de la vanne 61 lorsque la température 111 atteint une première valeur de consigne 64 ; une étape de fermeture de la vanne 62 lorsque la température 111 atteint une deuxième valeur de consigne 65 supérieure à la valeur de consigne 64 ; une étape de mise en sécurité de toute l'installation par arrêt de la pompe 18 lorsque la température 111 atteint une température de consigne critique 65.
Ainsi en arrêtant successivement la circulation de fluide dans les groupes de capteurs solaire 27, puis 63, lors des étapes de fermeture des vannes 61 et 62, on augmente ainsi le débit, et donc la vitesse de circulation du fluide caloporteur circulant dans les autres groupes de capteurs 20 ce qui permet de réduire, ou d'inverser la montée de la température 111, avec pour conséquence toutefois de diminuer les performances d'échange de chaleur de ces capteurs. Lorsque la pluralité de capteur 17 est mise en sécurité et que la pompe 18 est donc arrêtée, la pompe de circulation 411 est mise en route afin de continuer à alimenter les moyens formant bouilleur 110 du groupe à absorption en bouclant sur le ballon de stockage d'eau chaude 41.
Des moyens de régulation du débit circulant dans chaque capteur d'un groupe de capteur, tels que, par exemple des vannes motorisées montées sur l'entrée de chaque capteur, peuvent également être envisagés dans une autre déclinaison du mode de réalisation de l'unité représentée figure 6, sensiblement plus perfectionnée et de régulation plus graduelle.
Le mode de réalisation ainsi que les variantes ici décrits n'ont pas pour but de limiter la portée de l'invention. En conséquence, il pourra y être apporté de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci telle que définie par les revendications.
Ainsi, par exemple le nombre et les caractéristiques des capteurs, tout comme le nombre de capteurs dans chaque groupe de capteur et le nombre de vannes trois voies motorisées peut être adapté sans nuire à la généralité de l'invention.
En outre, il pourra être envisagé d'utiliser l'invention indifféremment dans le cadre d'installations de climatisation, de conditionnement d'air ou de rafraîchissement d'air. Dans un autre aspect de l'invention, il peut également être prévu de mettre en œuvre une unité solaire de production calorifique pour installation de chauffage, ladite installation incluant au moins un premier échangeur de chaleur, comprenant : des moyens à absorption incluant des moyens formant bouilleur et des moyens formant évaporateur, lesdits moyens formant évaporateur incluant au moins un deuxième échangeur de chaleur et lesdits moyens formant bouilleur incluant au moins un troisième échangeur de chaleur ; une pluralité de capteurs solaires ; un premier circuit de fluide caloporteur entre ledit premier échangeur de chaleur et ledit deuxième échangeur de chaleur ; et un deuxième circuit de fluide caloporteur entre ledit troisième échangeur de chaleur et ladite pluralité de capteurs solaires, ledit deuxième circuit comprenant au moins une pompe de circulation alimentant en fluide caloporteur ladite pluralité de capteurs solaires, et au moins un capteur de température destiné à mesurer la température dudit fluide caloporteur à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires ; des moyens pour faire varier le débit opérationnel de ladite pompe de circulation en fonction de la température du fluide relevée par ledit capteur de température à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires. Une telle unité de production calorifique peut notamment être mise en œuvre pour le chauffage en période printanière, hivernale ou automnale de locaux situés en zone climatique tempérée.
La pluralité de capteurs solaires d'une telle unité de production calorifique peut en outre comprendre au moins deux capteurs solaires associés en série et au moins deux groupes de capteurs solaires associés en parallèle et/ou au moins un capteur solaire plan.
Par ailleurs le deuxième circuit de fluide caloporteur peut comprendre des moyens formant ballon d'accumulation de fluide caloporteur, et, le cas échéant, le premier circuit de fluide caloporteur d'une telle unité de production calorifique peut comprendre au moins un premier échangeur de chaleur coopérant avec un dispositif de thermo-frigo-pompe, les moyens formant ballon d'accumulation de fluide caloporteur étant reliés à un deuxième échangeur de chaleur coopérant avec ledit dispositif de thermo-frigo-pompe.
Plus généralement, les caractéristiques techniques et les procédés décrits ci-dessus relatifs à une unité solaire de production frigorifique selon l'invention peuvent être également et tout du moins en partie mis en œuvre dans une unité de production calorifique telle que décrite ci-dessus, notamment en remplaçant le fluide de refroidissement par un fluide caloporteur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation, ladite installation incluant au moins un premier échangeur de chaleur (12) comprenant : - des moyens à absorption (16) incluant des moyens formant bouilleur (110) et des moyens formant évaporateur (15), lesdits moyens formant évaporateur (15) incluant au moins un deuxième échangeur de chaleur et lesdits moyens formant bouilleur (110) incluant au moins un troisième échangeur de chaleur ; - une pluralité de capteurs solaires (17); un premier circuit de fluide de refroidissement (13) entre ledit premier échangeur de chaleur (12) et ledit deuxième échangeur de chaleur ; et un deuxième circuit de fluide caloporteur (19) entre ledit troisième échangeur de chaleur et ladite pluralité de capteurs solaires (17), ledit deuxième circuit (19) comprenant au moins une pompe de circulation (18) alimentant en fluide caloporteur ladite pluralité de capteurs solaires (17), et au moins un capteur de température (111) destiné à mesurer la température dudit fluide caloporteur à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires ; caractérisée en ce qu'elle inclut des moyens pour faire varier le débit opérationnel de ladite pompe de circulation (18) en fonction de la température du fluide relevée par ledit capteur de température (111) à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires.
2. Unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit deuxième circuit de fluide caloporteur (18) comprend au moins un bipasse comprenant une première branche comprenant au moins ladite pompe de circulation et une seconde branche (119), et au moins une vanne (117) agissant sur le débit de fluide circulant dans ladite seconde branche (119) dudit bipasse.
3. Unité solaire de production de froid pour installation de climatisation selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite au moins une vanne (117) appartient au groupe comprenant : vanne de sectionnement ; - vanne trois voies fonctionnant en tout ou rien.
4. Unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ledit deuxième circuit de fluide caloporteur (19) comprend au moins des moyens formant ballon d'accumulation de fluide caloporteur (41), et au moins une vanne trois voies à ouverture progressive (42) permettant de distribuer ledit débit opérationnel entre lesdits moyens formant bouilleur (110) desdits moyens à absorption et lesdits moyens formant ballon d'accumulation de fluide caloporteur (41).
5. Unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit deuxième circuit de fluide caloporteur (19) comprend au moins une deuxième pompe de circulation (411) permettant de faire circuler ledit fluide caloporteur desdits moyens formant ballon d'accumulation de fluide caloporteur (41) vers lesdits moyens formant bouilleur (110).
6. Unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ladite pluralité de capteurs solaires (17) comprend au moins deux capteurs solaires associés en série (20) et au moins deux groupes de capteurs solaires associés en parallèle (21).
7. Unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ladite pluralité de capteurs solaires (17) est une pluralité de capteurs solaires plans.
8. Unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que ledit premier circuit de fluide de refroidissement (13) comprend au moins un premier échangeur de chaleur (54) coopérant avec un dispositif de thermo-frigo- pompe (51), et en ce que lesdits moyens formant ballon d'accumulation de fluide caloporteur (41) sont reliés à un deuxième échangeur de chaleur (55) coopérant avec ledit dispositif de thermo-frigo-pompe (51).
9. Unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ledit premier circuit de fluide de refroidissement (13) comprend au moins des moyens formant ballon d'accumulation de fluide de refroidissement (416).
10. Unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que lesdits moyens à absorption (16) coopèrent avec au moins une tour de refroidissement (115).
11. Procédé de fonctionnement d'une unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation, ladite installation incluant au moins un premier échangeur de chaleur (12) comprenant des moyens à absorption (16) incluant des moyens formant bouilleur (110) et des moyens formant évaporateur (15), lesdits moyens formant évaporateur (15) incluant au moins un deuxième échangeur de chaleur et lesdits moyens formant bouilleur (110) incluant au moins un troisième échangeur de chaleur, une pluralité de capteurs solaires (17), un premier circuit de fluide de refroidissement (13) entre ledit premier échangeur de chaleur (12) et ledit deuxième échangeur de chaleur et un deuxième circuit de fluide caloporteur (19) entre ledit troisième échangeur de chaleur et ladite pluralité de capteurs solaires (17), ledit deuxième circuit (19) comprenant au moins une pompe de circulation (18) alimentant en fluide caloporteur ladite pluralité de capteurs solaires (17), et au moins un capteur de température (111) destiné à mesurer la température dudit fluide caloporteur à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : faire circuler ledit fluide caloporteur dans ladite pluralité de capteurs solaires (17); relever la température dudit fluide caloporteur mesurée par ledit capteur de température (111) à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires ; - faire varier ledit débit opérationnel de ladite pompe de circulation
(18) en fonction de la température du fluide relevée par ledit capteur de température (111) à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires transférer ledit fluide caloporteur dans lesdits moyens formant bouilleur (110) après qu'il ait circulé dans ladite pluralité de capteurs solaires (17); faire circuler ledit fluide de refroidissement dans lesdits moyens formant évaporateur (15) puis dans ledit premier échangeur de chaleur (12).
12. Procédé de démarrage de l'unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : comparer ladite température dudit fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température (111) à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires à un première valeur de consigne (31) ; mettre en fonctionnement ladite pompe de circulation (18) dudit deuxième circuit de fluide caloporteur (19) pour que ledit débit opérationnel soit sensiblement égal à une première valeur de débit (310) si ladite température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température (111) à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires est supérieure à ladite première valeur de consigne (31) ; - ajuster ledit débit opérationnel de ladite pompe de circulation (18) si ladite température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température (111) à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires est supérieure à une deuxième valeur de consigne (32) selon une loi de proportionnalité linéaire fonction de l'écart entre ladite température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température (111) à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires et ladite deuxième valeur de consigne (32) ; maintenir ledit débit opérationnel sensiblement à une valeur de débit maximale (311) si ladite température dudit fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température (111) est supérieure à une troisième valeur de consigne (33) ; actionner ladite au moins une vanne (117) permettant de réduire à une valeur nulle le débit opérationnel circulant dans ladite seconde branche (119) dudit bipasse si ladite température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température (111) à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires est supérieure à une quatrième valeur de consigne (34).
13. Procédé de mise en œuvre de l'unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : - agir sur ladite pompe de circulation (18) de sorte que le débit opérationnel de ladite pompe de circulation (18) soit sensiblement égal à une valeur de débit maximale (311) si ladite température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température (111) à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires est supérieure ou égale à ladite troisième valeur de consigne (33) et inférieure à une valeur de consigne de sécurité (37) ; arrêter ladite pompe de circulation (18) si ladite température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires est inférieure ou égale à une cinquième valeur de consigne (35) ; - agir sur ladite pompe de circulation de sorte que le débit opérationnel de ladite pompe de circulation soit supérieur ou égal à ladite première valeur de débit (310) et inférieur à ladite valeur de débit maximale (311) si la température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température (111) à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires est inférieure à ladite troisième valeur de consigne (33) et supérieure et/ou égale à ladite deuxième valeur de consigne (32).
14. Procédé de mise en œuvre d'une unité solaire de production frigorifique selon la revendication 13, caractérisé en ce que dans l'étape consistant à agir sur ladite pompe de circulation (18) de sorte que le débit opérationnel de ladite pompe de circulation (18) soit supérieur ou égal à ladite première valeur de débit (310) et inférieur à ladite valeur de débit maximale (311), ladite première valeur de débit (310) est comprise entre deux dixièmes et cinq dixièmes de ladite valeur de débit maximale (311).
15. Procédé de mise en œuvre d'une unité solaire de production frigorifique selon l'une quelconque des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que dans l'étape consistant à agir sur ladite pompe de circulation (18) de sorte que le débit opérationnel de ladite pompe de circulation (18) soit sensiblement égal à une valeur de débit maximale (311), ladite troisième valeur de consigne (33) est comprise entre 68 degrés Celsius et 90 degrés Celsius.
16. Procédé de mise en œuvre d'une unité solaire de production frigorifique selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à annuler le débit de fluide dans ladite seconde branche (119) dudit bipasse si ladite température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température (111) à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires est supérieure ou égale à ladite quatrième valeur de consigne (34).
17. Procédé de mise en œuvre d'une unité solaire de production frigorifique selon la revendication 16, caractérisé en ce dans l'étape consistant à annuler le débit de fluide dans ladite seconde branche (119) dudit bipasse, ladite quatrième valeur de consigne (34) est supérieure ou égale à ladite troisième valeur de consigne (33).
18. Procédé de mise en œuvre d'une unité solaire de production frigorifique selon l'une quelconque des revendications 16 ou 17, caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à faire passer ledit débit opérationnel de ladite pompe de circulation (18) dans ladite seconde branche (119) dudit bipasse si ladite température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température (111) à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires est inférieure ou égale à une sixième valeur de consigne (36) inférieure ou égale à ladite troisième valeur de consigne (33).
19. Dispositif de démarrage de l'unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend : des moyens de comparaison de ladite température dudit fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température (111) à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires à un première valeur de consigne (31) ; des moyens de mise en fonctionnement de ladite pompe de circulation (18) dudit deuxième circuit de fluide caloporteur (19) pour que ledit débit opérationnel soit sensiblement égal à une première valeur de débit (310) si ladite température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température (111) à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires est supérieure à ladite première valeur de consigne (31) ; des moyens d'ajustement dudit débit opérationnel de ladite pompe de circulation (18) si ladite température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température (111) à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires est supérieure à une deuxième valeur de consigne (32) selon une loi de proportionnalité linéaire fonction de l'écart entre ladite température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température (111) à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires et ladite deuxième valeur de consigne (32) ; - des moyens de maintien dudit débit opérationnel sensiblement à une valeur de débit maximale (311) si ladite température dudit fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température (111) est supérieure à une troisième valeur de consigne (33) ; des moyens d'actionnement de ladite au moins une vanne (117) permettant de réduire à une valeur nulle le débit opérationnel circulant dans ladite seconde branche (119) dudit bipasse si ladite température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température (111) à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires est supérieure à une quatrième valeur de consigne (34).
20. Dispositif de mise en œuvre de l'unité solaire de production frigorifique pour installation de climatisation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend : des moyens d'action sur ladite pompe de circulation (18) de sorte que le débit opérationnel de ladite pompe de circulation (18) soit sensiblement égal à une valeur de débit maximale (311) si ladite température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température (111) à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires est supérieure ou égale à ladite troisième valeur de consigne (33) et inférieure à une valeur de consigne de sécurité (37) ; des moyens d'arrêt de ladite pompe de circulation (18) si ladite température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires est inférieure ou égale à une cinquième valeur de consigne (35) ; des moyens d'action sur ladite pompe de circulation de sorte que le débit opérationnel de ladite pompe de circulation soit supérieur ou égal à ladite première valeur de débit (310) et inférieur à ladite valeur de débit maximale (311) si la température du fluide caloporteur relevée par ledit capteur de température (111) à la sortie de ladite pluralité de capteurs solaires est inférieure à ladite troisième valeur de consigne (33) et supérieure et/ou égale à ladite deuxième valeur de consigne (32).
21. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé de démarrage selon la revendication 12, lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur ou sur un dispositif de contrôle autonome.
22. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé de mise en œuvre selon la revendication 13, lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur ou sur un dispositif de contrôle autonome.
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