FR2715462A1

FR2715462A1 - Sous-station pour installation combinée de chauffage et de production d'eau chaude sanitaire à partir d'une chaufferie.

Info

Publication number: FR2715462A1
Application number: FR9402736A
Authority: FR
Inventors: Loquineau Jacques
Original assignee: CHABLAIS STE FINANCIERE CALE
Current assignee: CHABLAIS STE FINANCIERE CALE
Priority date: 1994-01-27
Filing date: 1994-03-04
Publication date: 1995-07-28
Anticipated expiration: 2014-03-04
Also published as: FR2715462B1

Abstract

Sous un ballon de production d'eau chaude sanitaire (8), un ensemble d'équipements (E) comprend des moyens de raccordement (38, 46) aux canalisations d'arrivée d'eau chaude (3) et de retour (4) de cette eau appartenant au circuit primaire (I) en provenance de la chaufferie ou chaudière, des moyens de raccordement (45, 46) aux conduits de départ d'eau de chauffage (5) et de retour (6) de cette eau, appartenant au circuit secondaire (II) de chauffage, des moyens de raccordement (41, 48) à l'entrée (10) et à la sortie d'eau de chauffage (11) du ballon (8), lequel comporte une arrivée d'eau froide sanitaire (13) et un départ d'eau chaude sanitaire (14), deux circulateurs (15, 16) permettant d'irriguer le ballon (8) et le circuit secondaire (II) en eau de chauffage, et facultativement une vanne de mélange (17) manuelle ou motorisée.

Description

La présente invention concerne une sous-station destinée à une installation combinée de chauffage d'un local par circulation d'eau chaude, et de production d'eau chaude sanitaire pour le même local, à partir d'une chaufferie unique. Il peut s'agir d'une sous-station d'appartement, pour le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire individualisés, à partir d'une chaufferie centralisée d'immeuble collectif. Il peut aussi s'agir d'une sous-station pour habitation individuelle, possédant sa propre chaudière, située dans un local spécial ou non.

Cette invention se rapporte, plus particulièrement, à une installation comprenant de façon connue, pour le ou chaque local habité (appartement d'immeuble collectif ou habitation individuelle) devant être chauffé et utilisateur d'eau chaude sanitaire, une sous-station incluant
- des moyens de raccordement à une canalisation d'arrivée d'eau chaude et à une canalisation de retour de cette eau, appartenant à un circuit primaire de chauffage en provenance de la chaufferie ou de la chaudière,
- des moyens de raccordement à un conduit de départ d'eau de chauffage et à un conduit de retour de cette eau, appartenant à un circuit secondaire ou circuit de chauffage du local à chauffer, avec moyens de chauffage irrigués par cette eau,
- un ballon de production d'eau chaude sanitaire, équipé d'un échangeur de chaleur, le ballon étant irrigué par l'eau chaude en provenance du circuit primaire, étant pourvu de moyens de raccordement à une canalisation d'arrivée d'eau froide sanitaire, et de moyens de raccordement à une canalisation de départ d'eau chaude sanitaire chauffée par échange thermique dans ce ballon, et destinée au local à chauffer,
- des moyens de mise en circulation de l'eau de chauffage dans le circuit secondaire et dans l'échangeur de chaleur du ballon de production d'eau chaude sanitaire, associés à des clapets anti-retour situés en aval de ces moyens, et
- des moyens d'asservissement et de contrôle.

De manière également connue, le ballon de production d'eau chaude sanitaire peut être réalisé sous la forme d'un ballon à double enveloppe, à l'intérieur de laquelle circule l'eau de chauffage qui cède sa chaleur à l'eau sanitaire arrivant froide. Le ballon étant habituellement de forme cylindrique, l'entrée et la sortie de l'eau de chauffage, parcourant sa double enveloppe, sont généralement disposées en des positions diamétralement opposées, à la base de ce ballon. Il est également connu de fixer un tel ballon de production d'eau chaude sanitaire contre un mur ou une autre cloison d'immeuble ou d'habitation individuelle, au moyen de pattes de fixation adaptées.

Ce genre d'installation, décrite par exemple dans le brevet français N" 2638223, permet d'assurer de façon individualisée le chauffage par radiateurs et la production d'eau chaude sanitaire de chaque appartement d'un immeuble collectif, à partir d'une chaufferie centralisée. La partie de l'installation propre à chaque appartement est aisément raccordable aux colonnes de chauffage de l'immeuble, partant de la chaufferie collective. Un tel dispositif, permettant à chaque utilisateur de régler les températures de chauffage et d'eau chaude sanitaire de son appartement selon ses convenances personnelles, associe les avantages du chauffage collectif et ceux du chauffage individuel. De plus, ce dispositif permet, avec un seul compteur de consommation thermique monté entre la canalisation d'arrivée d'eau de chauffage de chaque appartement et la canalisation de retour de cette eau vers le circuit primaire, de mesurer l'énergie totale consommée par le chauffage et par la production d'eau chaude sanitaire d'un appartement, puisque l'énergie nécessaire au chauffage de l'eau chaude sanitaire est prélevée, par échange thermique dans le ballon, à partir de l'eau provenant de la chaufferie centralisée par le circuit primaire. Toutefois, une telle installation conserve aussi tout son intérêt dans le cas d'habitations individuelles, telles que pavillons ou villas, notamment du point de vue de l'économie d'énergie et de la commodité de régulation.

Dans certaines installations collectives connues, lorsque l'on veut assurer à partir du circuit primaire le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire du même appartement, on doit prévoir quatre tuyaux d'eau entre les colonnes de chauffage du circuit primaire de l'immeuble et chacun des appartements, soit : deux conduits se dirigeant vers le ballon de production d'eau chaude, et deux autres conduits partant vers le circuit de chauffage de l'appartement. Dans d'autres installations existantes, le nombre total de ces conduits est ramené à deux, mais en contrepartie le circuit de chauffage passe obligatoirement par la double enveloppe du ballon de production d'eau chaude sanitaire. Dans tous les cas, il en résulte des inconvénients, en particulier
- soit complexité de l'ensemble de tuyauteries et manque de compacité de celui-ci, d'autant plus que les équipements électriques de commande et régulation se trouvent dispersés dans l'installation et non regroupés ;
- soit complexité et coût élevé du ballon de production d'eau chaude qui nécessite six raccordements distincts dans le cas où l'eau de chauffage doit traverser sa double enveloppe pour aller alimenter le circuit de chauffage
- soit toujours dans ce cas, irrigation permanente du ballon par l'eau de chauffage à température élevée notamment en été, alors que le chauffage est arrêté et que la demande d'eau chaude sanitaire peut être faible ou nulle pendant de longues périodes de la journée, ce qui conduit à des déperditions importantes et inutiles d'énergie. D'autre part, lorsque le ballon de production d'eau chaude sanitaire est irrigué en permanence par l'eau du circuit primaire de chauffage, il est nécessaire , pour régler la température de l'eau chaude sanitaire, d'adjoindre à l'installation un mitigeur thermostatique sur le circuit de distribution de l'eau chaude sanitaire.

La présente invention vise à éliminer l'ensemble de ces inconvénients, en fournissant plusieurs solutions techniques (relevant d'un même concept inventif) d'agencement de sous-station, pour installation du genre considéré, qui soient de structure simple et compacte, permettent une préfabrication industrielle, ainsi qu'un transport et une mise en place aisés sur le site, et minimisent les longueurs de tuyauterie, tout en assurant un accès aisé aux équipements, et qui assurent l'irrigation de l'échangeur de chaleur du ballon par l'eau de chauffage seulement en cas de demande d'eau chaude sanitaire, le circuit de chauffage ne parcourant pas ce ballon et la production d'eau chaude sanitaire se faisant à la température souhaitée par l'utilisateur.

A cet effet, dans une sous-station objet de l'invention, et selon une première solution technique, il est prévu au-dessous du ballon de production d'eau chaude sanitaire un ensemble d'équipements comprenant, dans un premier plan sensiblement vertical situé en arrière de l'entrée et de la sortie d'eau de chauffage du ballon de production d'eau chaude sanitaire
- un moyen de raccordement sensiblement horizontal à la canalisation d'arrivée d'eau chaude du circuit primaire,
- sur un prolongement sensiblement horizontal de ce moyen de raccordement, un premier circulateur d'eau chaude, dirigée vers l'entrée d'eau de chauffage du ballon de production d'eau chaude sanitaire,
- en amont du premier circulateur, un piquage sensiblement vertical dirigé vers le bas, suivi après renvoi à 900 d'un prolongement sensiblement horizontal sur lequel est disposé un second circulateur d'eau chaude, dirigée vers le conduit de départ d'eau de chauffage du circuit secondaire, situé dans le plan vertical considéré,
- dans l'axe sensiblement vertical du piquage, et au-dessous de ce dernier, un moyen de raccordement multiple incluant un moyen de raccordement sensiblement vertical au conduit de retour de l'eau de chauffage du circuit secondaire, situé dans le plan vertical considéré, et un moyen de raccordement sensiblement horizontal au conduit de retour du circuit primaire, l'ensemble d'équipements comprenant encore dans un second plan sensiblement vertical, parallèle au premier et situé plus en avant
- un moyen de raccordement sensiblement vertical pour l'entrée d'eau de chauffage du ballon de production d'eau chaude sanitaire, relié par un conduit doublement coudé au premier circulateur d'eau chaude,
- un moyen de raccordement sensiblement vertical pour la sortie d'eau de chauffage du ballon de production d'eau chaude sanitaire, relié par un conduit coudé au moyen de raccordement multiple, le sous-ensemble qui comprend le moyen de raccordement pour la sortie d'eau de chauffage du ballon de production d'eau chaude sanitaire, le dernier conduit coudé, le piquage précité et ledit moyen de raccordement multiple étant situé dans un même plan vertical perpendiculaire aux deux plans verticaux précités.

Dans ce qui précède, et dans toute la suite, la localisation des composants dans des plans verticaux concerne les axes médians de ces composants, dans la mesure où les organes tels que conduits et raccords possèdent bien évidemment par eux-mêmes une épaisseur.

Selon une deuxième solution technique, objet de l'invention, relevant du même concept inventif, il est prévu au-dessous du ballon de production d'eau chaude sanitaire, un ensemble d'équipements comprenant, dans un premier plan sensiblement vertical situé en arrière de l'entrée et de la sortie d'eau de chauffage du ballon de production d'eau chaude sanitaire
- un moyen de raccordement sensiblement horizontal à la canalisation d'arrivée d'eau chaude du circuit primaire,
- sur un prolongement sensiblement horizontal de ce moyen de raccordement, un premier circulateur d'eau chaude, dirigée vers l'entrée d'eau de chauffage du ballon de production d'eau chaude sanitaire,
- en amont du premier circulateur, un piquage sensiblement vertical dirigé vers le bas, suivi après renvoi à 900 d'un prolongement sensiblement horizontal sur lequel est disposé un second circulateur d'eau chaude, dirigée vers le conduit de départ d'eau de chauffage du circuit secondaire, situé dans le plan vertical considéré,
- dans l'axe sensiblement vertical du piquage, et au-dessous de ce dernier, un moyen de raccordement double ou triple incluant un moyen de raccordement sensiblement vertical au conduit de retour de l'eau de chauffage du circuit secondaire, et - un moyen de raccordement sensiblement horizontal à la canalisation de retour du circuit primaire, l'ensemble d'équipements comprenant encore dans un second plan sensiblement vertical, parallèle au premier et situé plus en avant
- un moyen de raccordement sensiblement vertical pour l'entrée d'eau de chauffage du ballon de production d'eau chaude sanitaire, relié par un conduit doublement coudé au premier circulateur d'eau chaude,
- un moyen de raccordement sensiblement vertical pour la sortie d'eau de chauffage du ballon de production d'eau chaude sanitaire, relié par un coude et un conduit sensiblement horizontal au moyen de raccordement à la canalisation de retour du circuit primaire, le sous-ensemble qui comprend le moyen de raccordement pour la sortie d'eau de chauffage du ballon de production d"eau chaude sanitaire, le coude et le conduit sensiblement horizontal prolongeant ce moyen de raccordement, le piquage précité et ledit moyen de raccordement étant situé dans un même plan vertical perpendiculaire aux deux plans verticaux précités, qui contient en outre un conduit coudé, dirigé vers le haut, reliant ledit moyen de raccordement triple au conduit sensiblement horizontal aboutissant au moyen de raccordement à la canalisation de retour du circuit primaire.

La première solution correspond à un raccordement latéral du circuit primaire, du côté gauche ou droit. La deuxième solution correspond à un raccordement vertical, et par le bas, au circuit primaire. Dans les deux cas, les deux circulations d'eau chaude sont avantageusement disposés l'un au-dessus de l'autre, et ils prennent place l'un et l'autre, pour l'essentiel, entre le premier plan vertical et le second plan vertical.

De préférence, en aval du second circulateur d'eau chaude, il est prévu dans le premier plan vertical un élément en "T" dont une branche, notamment une branche sensiblement verticale dirigée vers le bas, constitue le moyen de raccordement au conduit de départ d'eau de chauffage vers le circuit secondaire, et dont une autre branche, horizontale ou verticale, contient une sonde de prise de température de l'eau de chauffage.

Selon un mode de réalisation de l'invention, ne comportant aucune vanne de mélange dans le circuit parcouru par l'eau de chauffage, le piquage sensiblement vertical dirigé vers le bas est raccordé dans le premier plan vertical par un simple coude à angle droit au prolongement sensiblement horizontal sur lequel est disposé le second circulateur d'eau chaude, ce piquage ne comportant pas de communication directe avec le moyen de raccordement relié entre autres au conduit de retour de l'eau de chauffage du circuit secondaire.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, comportant une vanne de mélange à trois voies dans le circuit parcouru par l'eau de chauffage, la vanne de mélange est disposée dans le premier plan vertical, avec une première voie raccordée audit piquage sensiblement vertical dirigé vers le bas, avec une deuxième voie raccordée au prolongement sensiblement horizontal sur lequel est disposé le second circulateur d'eau chaude, et avec une troisième voie reliée directement au moyen de raccordement relié entre autres au conduit de retour de l'eau de chauffage du circuit secondaire, et situé audessous du piquage précité dans l'axe de ce dernier.

Selon une troisième solution technique, relevant toujours du même concept inventif, il est prévu au-dessous du ballon de production d'eau chaude un ensemble d'équipements comprenant, dans un plan vertical contenant l'entrée et la sortie d'eau de chauffage du ballon de production d'eau chaude sanitaire
- un moyen de raccordement sensiblement vertical à la canalisation d'arrivée d'eau chaude du circuit primaire,
- sur un prolongement sensiblement vertical de ce moyen de raccordement, un premier circulateur d'eau chaude, dirigée vers un moyen de raccordement pour l'entrée d'eau de chauffage du ballon de production d'eau chaude sanitaire,
- en amont du premier circulateur, un piquage sensiblement horizontal dirigé vers l'arrière,
- un moyen de raccordement sensiblement vertical pour la sortie d'eau de chauffage du ballon de production d'eau chaude sanitaire, relié par un conduit sensiblement vertical, à un moyen de raccordement sensiblement vertical à la canalisation de retour du circuit primaire, l'ensemble d'équipements comprenant encore, dans un autre plan vertical parallèle au précédent et situé plus en arrière
- un prolongement sensiblement vertical et dirigé vers le haut, après renvoi à 900, du piquage précité, sur lequel est disposé un second circulateur d'eau chaude, dirigée vers le conduit de départ d'eau de chauffage du circuit secondaire, disposé horizontalement dans le plan vertical considéré,
- un moyen de raccordement sensiblement horizontal au conduit de retour de l'eau de chauffage du circuit secondaire, ce dernier moyen de raccordement, et le conduit sensiblement vertical relié à la sortie d'eau de chauffage du ballon, étant situés dans un même plan vertical perpendiculaire aux deux plans verticaux précités, qui contient en outre un conduit horizontal, dirigé d'arrière en avant, reliant entre eux les moyens de raccordement précités.

Selon une quatrième solution technique, pouvant être considérée comme une variante de la précédente, il est prévu au-dessous du ballon de production d'eau chaude sanitaire, un ensemble d'équipements comprenant, dans un plan vertical contenant l'entrée et la sortie d'eau de chauffage du ballon de production d'eau chaude sanitaire
- un moyen de raccordement sensiblement vertical à la canalisation d'arrivée d'eau chaude du circuit primaire,
- sur un prolongement sensiblement vertical de ce moyen de raccordement, un premier circulateur d'eau chaude, dirigée vers un moyen de raccordement pour l'entrée d'eau de chauffage du ballon de production d'eau chaude sanitaire,
- en amont du premier circulateur, un piquage sensiblement horizontal dirigé vers l'arrière,
- un moyen de raccordement sensiblement vertical pour la sortie d'eau de chauffage du ballon de production d'eau chaude sanitaire, relié par un conduit sensiblement vertical, à un moyen de raccordement sensiblement vertical à la canalisation de retour du circuit primaire, l'ensemble d'équipements comprenant encore, dans un autre plan vertical parallèle au précédent et situé plus en arrière
- un prolongement sensiblement vertical et dirigé vers le haut, après renvoi à 90 , du piquage précité, sur lequel est disposé un second circulateur d'eau chaude, le prolongement étant raccordé à un conduit vertical, dirigé vers le bas, constituant le départ d'eau de chauffage du circuit secondaire, et
- un moyen de raccordement sensiblement vertical au conduit de retour de l'eau de chauffage du circuit secondaire, ce dernier moyen de raccordement, et le conduit sensiblement vertical relié à la sortie d'eau de chauffage du ballon, étant situés dans un même plan vertical perpendiculaire aux deux plans verticaux précités, qui contient en outre un conduit horizontal, dirigé d'arrière en avant, reliant entre eux les moyens de raccordement précités.

De préférence, dans cette quatrième solution technique, le clapet anti-retour associé au premier circulateur d'eau chaude est disposé sur le conduit vertical prolongeant la sortie d'eau de chauffage du ballon de production d'eau chaude sanitaire, et le clapet anti-retour associé au second circulateur d'eau chaude est disposé sur le conduit vertical dirigé vers le bas, constituant le départ d'eau de chauffage du circuit secondaire. Grâce à cette disposition, on diminue de façon appréciable l'encombrement en hauteur de la sous-station en question.

Toujours dans le cadre de cette quatrième solution technique, dans le cas d'une vanne de mélange motorisée, la sonde de prise de température est avantageusement placée sur un élément de liaison coudé situé entre le second circulateur et ledit conduit vertical dirigé vers le bas.

Dans tous les cas, on obtient grâce à l'invention un ensemble d'équipements compact et ordonné, dont la plupart des composants sont disposés dans deux plans verticaux parallèles, relativement rapprochés (et sont aussi regroupés par une partie d'entre eux dans un plan vertical perpendiculaire aux précédents) et prennent place sous le ballon de production d'eau chaude sanitaire, juste devant le mur ou autre cloison contre lequel est fixé le ballon. Tout cet ensemble est raccordé pour son alimentation à seulement deux canalisations, respectivement d'arrivée et de retour du circuit primaire, et il comporte des branchements permettant de diriger l'eau de chauffage vers le circuit secondaire (circuit de chauffage d'appartement ou autre local) et/ou vers le ballon de production d'eau chaude sanitaire, sans que l'eau chaude destinée au chauffage du local passe par l'intérieur du ballon de production d'eau chaude sanitaire. L'ensemble d'équipements en question comporte aussi tous les organes de réglage relatifs au chauffage et à la production d'eau chaude sanitaire, ainsi que les organes de commande des circulateurs et de la vanne de mélange, lorsque celle-ci est prévue pour doser la quantité d'eau parcourant le circuit de chauffage. Le fait de disposer de deux circulateurs d'eau chaude distincts, combiné avec la configuration des conduits de l'ensemble, permet d'irriguer sélectivement le circuit de chauffage et/ou le ballon de production d'eau chaude, selon les besoins. On notera, par ailleurs, que les deux circulateurs d'eau chaude restent aisément accessibles et peuvent être démontés et dégagés, si nécessaire, sans démontage de tuyauteries. La compacité de l'ensemble d'équipements permet aussi une isolation thermique aisée de tout cet ensemble.

Il faut encore remarquer que la configuration de base retenue permet l'adjonction de la vanne de mélange à trois voies sans modification de la position des deux circulateurs, des sondes thermiques et des diverses moyens de raccordement aux circuits primaire et secondaire et au ballon de production d'eau chaude sanitaire. Le dispositif proposé s'applique donc, indifféremment, à une installation de chauffage sans vanne de mélange à trois voies, avec régulation par action d'un thermostat d'ambiance (réglable par l'utilisateur) sur le second circulateur d'eau chaude, ou à une installation de chauffage avec vanne de mélange à trois voies, manuelle ou motorisée, comme précisé plus bas. Dans tous les cas, on a un ensemble compact, avec une longueur de tuyauterie minimale, pouvant être préfabriqué industriellement, procurant un accès aisé à tous les équipements, rapidement et facilement raccordable par
- le branchement aux canalisations d'arrivée et de départ du circuit primaire, en provenance de la chaufferie ou chaudière, effectué dans le premier plan vertical
- le branchement aux conduits de départ et de retour du circuit secondaire (circuit de chauffage du local), également effectué dans ce premier plan vertical ;
- le branchement au ballon de production d'eau chaude sanitaire, effectué dans le second plan vertical situé en avant du premier, l'arrivée d'eau froide sanitaire à ce ballon et le départ d'eau chaude sanitaire de ce ballon se situant elles aussi dans ledit second plan vertical, et passant notamment devant les deux circulateurs d'eau chaude.

On notera aussi que, dans tous les cas, la sousstation proposée par l'invention irrigue le ballon de production d'eau chaude sanitaire en "dérivation" du circuit de chauffage, et non pas en "série" avec ce circuit. Cette configuration privilégie la production d'eau chaude sanitaire par rapport au chauffage. En outre, le départ d'eau de chauffage dirigé vers le ballon de production d'eau chaude sanitaire est situé en amont de la vanne de mélange à trois voies (lorsque celle-ci est présente) et de son départ vers le circuit de chauffage, ce qui donne automatiquement la priorité à la production d'eau chaude sanitaire, conformément au souhait général des utilisateurs.

Dans le cas où la vanne de mélange à trois voies est prévue, une partie plus ou moins importante de l'eau de chauffage du circuit primaire est dirigée vers le circuit de chauffage de l'appartement ou autre local, en fonction de l'ouverture de la vanne de mélange. S'il s'agit d'une vanne de mélange à trois voies à réglage manuel, la sonde de prise de température de l'eau de chauffage, placée dans l'élément en "T" précité situé dans le premier plan vertical, ou dans l'un des éléments coudés précités, est reliée à un moyen indicateur affichant la température de l'eau au départ du circuit secondaire, l'utilisateur réglant la vanne selon la température affichée, tandis que le thermostat d'ambiance situé dans le local à chauffer agit sur le circulateur d'eau de chauffage. S'il s'agit d'une vanne de mélange à trois voies motorisée, la sonde de prise de température de l'eau de chauffage, placée dans l'élément en "T" précité situé dans le premier plan vertical, ou dans l'un des éléments coudés précités, est en liaison avec le thermostat d'ambiance situé dans le local à chauffer et avec un aquastat agissant sur le moteur de la vanne de mélange pour doser la quantité d'eau en provenance du circuit primaire qui est envoyée dans le circuit secondaire, le circulateur d'eau de chauffage fonctionnant en permanence.

Dans le cas d'une vanne de mélange à trois voies motorisée, lorsque la vanne est fermée, le second circulateur continue de fonctionner. Le thermostat d'ambiance et la sonde de prise de température de l'eau de chauffage agissent sur l'ouverture ou la fermeture de cette vanne en fonction des besoins de chauffage, le second circulateur associé au circuit de chauffage du local étant toujours en fonctionnement. Lorsque la vanne de mélange est fermée et que le premier circulateur pour l'irrigation du ballon de production d'eau chaude sanitaire est mis en fonctionnement, la configuration est telle que la circulation de l'eau entre la sortie du ballon et le circuit primaire se fait sans envoi d'eau chaude dans le circuit secondaire. En particulier, dans le cas des troisième et quatrième solutions, l'eau présente dans le conduit horizontal précité dirigé d'arrière en avant, donc placé perpendiculairement à l'écoulement de l'eau dans le circuit primaire et dans le circuit secondaire, constitue une zone hydrauliquement neutre. On notera que l'eau alors présente dans le piquage précité constitue elle aussi une zone hydrauliquement neutre.

Le fonctionnement de l'ensemble est encore amélioré en prévoyant de façon connue en soi, dans le ballon de production d'eau chaude sanitaire, une autre sonde de température en liaison avec un aquastat, agissant sur la commande du premier circulateur d'eau chaude qui assure l'irrigation du ballon en eau de chauffage. Cette sonde de température est avantageusement logée dans une gaine sensiblement verticale, introduite dans le ballon à partir de sa base et pénétrant à l'intérieur du volume rempli d'eau sanitaire en cours de chauffage, jusqu'à une hauteur de l'ordre du tiers à la moitié de la hauteur totale du ballon. Ces dispositions contribuent à une utilisation optimale de l'eau de chauffage, en ne la faisant circuler dans l'échangeur de chaleur du ballon qu'en cas de besoin d'eau chaude sanitaire.

L'ensemble de l'installation peut être rendu encore plus efficient et plus économique, en ce qui concerne son fonctionnement, par l'adjonction de moyens de commutation à trois positions, à savoir
- une position "hiver" autorisant le fonctionnement du premier circulateur pour l'irrigation de l'échangeur thermique du ballon de production d'eau chaude sanitaire, ainsi que le fonctionnement du second circulateur pour l'irrigation du circuit de chauffage,
- une position "été" autorisant le fonctionnement du premier circulateur pour l'irrigation de l'échangeur thermique du ballon de production d'eau chaude sanitaire, mais interdisant le fonctionnement du second circulateur, le circuit de chauffage étant alors neutralisé, et
- une position "arrêt" dans laquelle le fonctionnement des deux circulateurs est interdit.

Bien entendu, dans les positions "hiver" et "été", le ou les circulateurs dont le fonctionnement est autorisé restent soumis à leurs propres commandes ou régulations, notamment à partir des sondes de température et aquastats.

Les moyens de commutation précédemment mentionnés peuvent être logés dans un coffret spécifique disposé sous le ballon de production d'eau chaude sanitaire à proximité du restant des équipements précédemment définis. Selon une autre possibilité, le ballon de production d'eau chaude sanitaire, l'ensemble d'équipements précité et les moyens de commutation sont logés sous une carrosserie unique et commune.

De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, quelques formes d'exécution de cette sousstation pour installation de chauffage et de production d'eau chaude sanitaire à partir d'une chaufferie, avec illustration de diverses applications possibles
Figure 1 représente, de façon très schématique, une sous-station conforme à la présente invention pour habitation individuelle, la sous-station étant installée dans le même local que la chaudière, dans le cas d'une installation avec vanne de mélange à trois voies ;
Figure 2 est une vue similaire à figure 1, illustrant une variante de l'installation sans vanne de mélange
Figure 3 représente, de façon très schématique, une sous-station conforme à la présente invention pour habitation individuelle, la sous-station étant installée en dehors de la chaufferie dans le local habité, dans le cas d'une installation avec vanne de mélange
Figure 4 est une vue similaire à figure 3, illustrant une variante de l'installation sans vanne de mélange
Figure 5 représente, de façon très schématique, une sous-station conforme à la présente inve
Figure 6 est une vue similaire à figure 5, illustrant une variante de l'installation, sans vanne de mélange
Figure 7 est une vue de face d'un mode de réalisation de la sous-station selon l'invention, avec vanne de mélange à trois voies motorisée, le ballon de production d'eau chaude sanitaire étant représenté en coupe verticale ;
Figure 8 est une vue en plan par dessous de la sous-station de figure 7
figure 9 est une vue de côté partielle (vue de gauche) de la sous-station des figures 7 et 8
Figure 10 en est une autre vue de côté partielle (vue de droite)
Figure 11 est un schéma de principe électrique correspondant au mode de réalisation avec vanne de mélange à trois voies motorisée des figures précédentes
Figure 12 est une vue de face d'un autre mode de réalisation de la sous-station selon l'invention, sans vanne de mélange, le ballon de production d'eau chaude sanitaire étant représenté en coupe verticale
Figure 13 est une vue en plan par dessous de la sous-station de figure 12
Figure 14 est une vue de côté partielle (vue de gauche) de la sous-station des figures 12 et 13 ;
Figure 15 est un schéma de principe électrique correspondant au mode de réalisation sans vanne de mélange des figures précédentes
Figure 16 est une vue de face d'une variante de l'ensemble d'équipements de la sous-station selon l'invention, avec vanne de mélange à trois voies
Figure 17 est une vue en plan par dessous de l'ensemble d'équipements de figure 16
Figures 18 et 19 sont des vues de côté, respectivement de gauche et de droite, de l'ensemble d'équipements selon les figures 16 et 17
Figure 20 est une vue de face d'une autre variante de l'ensemble d'équipements de la sous-station selon l'invention
Figure 21 est une vue en plan par dessous de l'ensemble d'équipements de figure 20
Figures 22 et 23 sont des vues de côté, respectivement de gauche et de droite, de l'ensemble d'équipements selon les figures 20 et 21
Figure 24 est une vue de face d'une dernière variante de l'ensemble d'équipements de la sous-station selon l'invention
Figure 25 est une vue en plan par dessous de l'ensemble d'équipements de figure 24
Figures 26 et 27 sont des vues de côté, respectivement de gauche et de droite, de l'ensemble d'équipements selon les figures 24 et 25.

En se référant à la figure 1, le repère 1 désigne une chaudière, constituant le point de départ d'un circuit primaire I menant à la sous-station concernée par l'invention, désignée globalement par 2, le circuit primaire I comprenant une canalisation d'arrivée d'eau chaude 3, et une canalisation de retour de cette eau 4.

Dans ce premier exemple, concernant une installation combinée de chauffage et de production d'eau chaude sanitaire pour habitation individuelle, la chaudière 1 et la sous-station 2 sont installées dans un seul et même local, appelé "chaufferie".

De la sous-station 2 part un circuit secondaire II ou circuit de chauffage du local habité, comprenant un conduit de départ d'eau de chauffage 5 et un conduit de retour de cette eau 6, ainsi qu'un ensemble de radiateurs 7 irrigués par cette eau.

La sous-station 2 comprend un ballon de production d'eau chaude sanitaire 8, cylindrique et d'axe vertical, comportant une double enveloppe 9 irriguée par l'eau chaude en provenance de la chaudière 1 par le circuit primaire I. Le ballon 8 comporte une entrée d'eau de chauffage 10 vers sa double enveloppe 9, et une sortie d'eau 11 hors de sa double enveloppe 9. L'entrée d'eau 10 est en relation avec la canalisation d'arrivée d'eau chaude 3 du circuit primaire I. La sortie d'eau 11 est en relation avec la canalisation de retour 4 du circuit primaire I. La double enveloppe 9 du ballon 8 est ainsi irriguée en "parallèle" avec le circuit secondaire II ou circuit de chauffage du local habité. Le volume intérieur 12 du ballon 8 est parcouru par de l'eau sanitaire, entrant par une arrivée d'eau froide sanitaire 13, et sortant par un départ d'eau chaude sanitaire 14, l'eau sanitaire étant chauffée dans le volume intérieur 12 par échange thermique avec l'eau de chauffage admise en 10 et circulant dans la double enveloppe 9.

La mise en circulation de l'eau de chauffage dans la double enveloppe 9 du ballon de production d'eau chaude sanitaire 8 est assurée par un premier circulateur d'eau chaude 15, situé en amont de l'entrée d'eau 10. Un second circulateur d'eau chaude 16, intercalé au départ du circuit secondaire II ou circuit de chauffage du local habité, assure la mise en circulation de l'eau de chauffage dans ce circuit II et notamment dans l'ensemble de radiateurs 7, pour le chauffage dudit local.

Dans l'exemple de la figure 1, une vanne de mélange à trois voies motorisée 17 est prévue entre les circuits primaire I et secondaire II, en aval du départ en dérivation vers le ballon de production d'eau chaude sanitaire 8, mais en amont du circulateur d'eau chaude 16 du circuit de chauffage. De la vanne à trois voies 17 part une dérivation 18 qui rejoint directement le point de départ du conduit de retour 4 du circuit primaire I. Une partie de l'eau chaude peut ainsi être directement recyclée, sans irriguer l'ensemble de radiateurs 7.

Au contraire, dans l'exemple de la figure 2, la vanne de mélange à trois voies 17 et la dérivation 18 précédemment nommées sont inexistantes. Tout le débit d'eau chaude du circuit primaire I vient ici irriguer soit l'ensemble de radiateurs 7, soit le ballon de production d'eau chaude sanitaire 8.

Les figures 1 et 2 montrent encore des clapets anti-retour 19 et 20, montés respectivement en aval des deux circulateurs d'eau chaude 15 et 16, ainsi que divers organes de régulation et de commande
- thermostat d'ambiance 21 situé dans le local à chauffer
- sonde de température 22 placée sur le conduit de départ d'eau de chauffage 5 du circuit secondaire II ;
- sonde de température 23 introduite par une gaine verticale dans le volume intérieur 12 du ballon de production d'eau chaude sanitaire 8, et reliée à un aquastat 24 ;
- autre aquastat 25 associé à la sonde de température 22 (figure 1) ;
- commutateur à trois positions "été/hiver/arrêt" 26.

La figure 3, sur laquelle les éléments correspondant à ceux précédemment décrits sont désignés par les mêmes repères, concerne toujours une installation combinée de chauffage et de production d'eau chaude sanitaire pour habitation individuelle, mais la chaudière 1 et la sous-station 2 sont ici installées dans des locaux distincts : la chaudière 1 est installée dans un local "chaufferie", séparé par au moins une cloison 27 de la partie habitée dans laquelle est installée la sous-station 2, le circuit primaire I reliant ici la chaudière 1 à la sous-station 2 en traversant la cloison 27. Dans cet exemple, la sous-station 2 comporte une vanne de mélange à trois voies motorisée 17 et une dérivation 18 raccordée à cette vanne de mélange 17. La figure 4 correspond à la figure 3, mais illustre une installation dépourvue de la vanne de mélange à trois voies et de la dérivation associée.

A la différence des exemples précédents, la figure 5 illustre l'application de l'invention à un immeuble collectif, comportant une chaufferie centralisée (non représentée) commune à un certain nombre d'appartements, équipés chacun d'une sous-station 2 dont l'une seulement est ici représentée.

Dans une gaine technique G de l'immeuble sont installées des colonnes montante 28 et descendante 29, parcourues par l'eau chaude en provenance de la chaudière, entre lesquelles est raccordé au moins un module de dérivation 30, alimentant plusieurs appartements. Pour chaque appartement A, il est prévu une partie de circuit primaire I avec une canalisation d'arrivée d'eau chaude 3, partant du module 30, et une canalisation de retour 4, revenant à ce module 30. La sous-station 2, située dans chaque appartement A, reste identique à celle décrite précédemment pour une habitation individuelle. En outre, dans une telle installation à la fois collective et individualisée, il est prévu pour chaque appartement A un compteur de consommation thermique 31, ici disposé dans la gaine technique G, et comprenant le compteur proprement dit et une sonde froide placés sur la canalisation de retour 4, et une sonde chaude 32 placée sur la canalisation d'arrivée 3. Sur la figure 5 apparaissent encore des vannes d'arrêt 33,34 disposées sur la gaine technique G sur les canalisations respectives 3,4 du circuit primaire I, ainsi qu'une vanne de réglage 35 et un filtre 36 disposés sur chaque canalisation de retour 4.

La figure 5 montre une réalisation dans laquelle la sous-station 2 de chaque appartement A est équipée d'une vanne de mélange à trois voies motorisée 17, associée à une dérivation 18. La figure 6 illustre une variante de cette installation pour immeuble collectif, dépourvue de la vanne de mélange à trois voies et de la dérivation associée.

En se référant maintenant aux figures 7 à 10, on décrira la configuration de détail d'une sous-station 2 (installée dans une habitation individuelle ou dans un appartement d'immeuble collectif), en considérant d'abord ici le cas d'une sous-station équipée d'une vanne de mélange à trois voies 17. La sous-station 2 comprend un certain nombre d'équipements E, regroupés sous le ballon de production d'eau chaude sanitaire 8 qui est fixé contre un mur 37 ou autre cloison. La disposition de ces équipements E est définie par référence à un premier plan vertical P1, parallèle au mur 37 et relativement proche de celui-ci, et à un second plan vertical P2, parallèle au premier et situé plus en avant (c'est-à-dire plus éloigné du mur 37), ainsi que par rapport à un troisième plan vertical, perpendiculaire aux deux précédents.

Dans le premier plan vertical P1 est prévu un raccord 38, sensiblement horizontal, qui est branché sur l'extrémité aval de la canalisation d'arrivée d'eau chaude 3 du circuit primaire I. Sur un prolongement horizontal 39 du raccord 38, situé dans le plan vertical P1, est intercalé le premier circulateur d'eau chaude 15, suivi par le clapet anti-retour 19. Un conduit doublement coudé 40, c'est-à-dire coudé d'abord vers l'avant puis vers le haut, relie l'extrémité aval du prolongement 39 à un raccord d'axe vertical 41, sur lequel est branchée l'entrée d'eau de chauffage 10 du ballon de production d'eau chaude sanitaire 8. Le raccord 41 et l'entrée d'eau 10 sont situés dans le second plan vertical P2.

Dans le premier plan vertical P1, sur le raccord 38 ou son prolongement 39, il est prévu un piquage 42 dirigé vers le bas, selon un axe vertical 43. Le piquage vertical 42 est raccordé à l'aval à une première voie de la vanne de mélange à trois voies 17, également disposée dans ce premier plan vertical P1. La seconde voie de la vanne de mélange 17 est raccordée à un prolongement horizontal 44, situé sous le prolongement précité 39. Sur le prolongement horizontal 44 est intercalé le second circulateur d'eau chaude 16. Les deux circulateurs 15 et 16 sont ainsi disposés l'un au-dessous de l'autre, et ils prennent place pour l'essentiel entre le premier plan vertical P1 et le second plan vertical P2.

En aval du second circulateur 16, le prolongement horizontal 44 est raccordé à une première branche d'un élément en "T" 45, situé dans le plan vertical P1.

L'élément en "T" comporte une branche verticale, dirigée vers le bas, à laquelle est raccordé le clapet anti-retour 20 sur lequel se branche le conduit de départ d'eau de chauffage 5 du circuit secondaire II. La dernière branche de l'élément en "T" 45, horizontale et dirigée à l'opposé du second circulateur 16, contient la sonde de température 22, à laquelle est associé l'aquastat 25. En variante, la sonde de température 22 peut être placée dans une branche verticale de l'élément en "T", disposé lui-même différemment.

Sur la troisième voie de la vanne de mélange 17 est connecté un raccord multiple à quatre branchements 46, situé sous le piquage 42 dans le même axe vertical 43. Le raccord multiple 46 sert aux raccordements
- de la troisième voie de la vanne de mélange 17 (comme indiqué ci-dessus),
- de l'extrémité amont horizontale du conduit de retour 4 du circuit primaire I,
- de l'extrémité aval verticale, et tournée vers le haut, du conduit de retour 6 du circuit secondaire II, et
- d'un conduit coudé 47 pour le retour de l'eau de chauffage ayant irrigué le ballon de production d'eau chaude sanitaire 8.

Ces raccordements sont réalisés selon les axes d'un trièdre trirectangle, le raccord 46 comportant deux branchements verticaux tournés l'un vers le haut et l'autre vers le bas, ainsi que deux branchements latéraux, l'un tourné vers l'avant 24 l'autre tourné vers le côté gauche (par référence aux figures 7 à 10).

Un raccord d'axe vertical 48, sur lequel est branchée la sortie d'eau de chauffage 11 du ballon de production d'eau chaude sanitaire 8, est situé dans le second plan vertical P2, de même que cette sortie d'eau 11. Le conduit coudé 47 a son point de départ au raccord 48. Il s'étend d'abord verticalement vers le bas dans ce plan P2, puis est coudé vers l'arrière et s'étend horizontalement jusqu'au raccord 46 situé dans le plan P1.

On notera que sont situés dans le même plan vertical, perpendiculaire aux deux plans verticaux P1 et
P2, tous les composants suivants : sortie d'eau de chauffage 11 du ballon 8, vanne de mélange 17, piquage 42, raccord multiple 46, conduit coudé 47, raccord 48.

En se référant notamment à la figure 8, on notera aussi que l'entrée d'eau de chauffage 10 et la sortie d'eau de chauffage 11 du ballon de production d'eau chaude sanitaire 8, situées dans le second plan vertical P2, occupent des positions diamétralement opposées par rapport à l'axe vertical du ballon 8. L'arrivée d'eau froide sanitaire 13 et le départ d'eau chaude sanitaire 14 se situent aussi dans le second plan vertical P2, entre l'entrée 10 et la sortie 11 précitées, à la base du ballon 8. L'arrivée 13 et le départ 14 d'eau sanitaire passent ainsi devant les deux circulateurs 15 et 16.

La figure 11 est un schéma de principe électrique, correspondant aux réalisations avec vanne de mélange à trois voies motorisée 17 précédemment décrites, avec utilisation du commutateur "été/hiver/arrêt" 26, dont les trois positions de contacts a,b et c indiquées correspondent respectivement aux positions "été", "hiver" et "arrêt total".

Dans la position "hiver", le circuit autorise le fonctionnement du premier circulateur 15 pour l'irrigation de la double enveloppe 9 du ballon de production d'eau chaude sanitaire 8, ainsi que le fonctionnement du second circulateur 16 pour l'irrigation du circuit secondaire II ou circuit de chauffage du local habité. Dans la position "été", le circuit autorise encore le fonctionnement du premier circulateur 15 pour l'irrigation de la double enveloppe 9 du ballon de production d'eau chaude sanitaire 8, mais il interdit le fonctionnement du second circulateur 16. En position "hiver" comme en position "été", l'aquastat 24 associé à la sonde 23 du ballon de production d'eau chaude sanitaire 8 pilote le circulateur 15 irriguant la double enveloppe 9 de ce ballon 8. En position "hiver", le thermostat d'ambiance 21 et l'aquastat 25 installés en série agissent en outre sur le circulateur 16 irriguant le circuit de chauffage du local habité, ainsi que sur le moteur de la vanne de mélange à trois voies 17. Enfin, en position "arrêt total", le fonctionnement des deux circulateurs 15 et 16 est interdit.

En se référant de nouveau à la figure 7, on notera qu'un coffret de commande 49 peut regrouper les deux aquastats 24 et 25, le commutateur "été/hiver/arrêt" 26 et un thermomètre 50 affichant la température détectée par la sonde 22 placée dans l'élément en "T" 45.

Les figures 12,13 et 14 montrent la configuration de détail d'une sous-station 2 (installée dans une habitation individuelle ou dans un appartement d'immeuble collectif), en considérant ici le cas d'une sous-station dépourvue de vanne de mélange à trois voies. Les équipements de la sous-station 2, toujours regroupés sous le ballon de production d'eau chaude sanitaire 8 devant le mur 37 auquel est fixé ce ballon 8, comprennent les composants précédemment décrits, avec la même disposition selon deux plans verticaux parallèles P1 et P2 et un troisième plan vertical perpendiculaire aux deux précédents, à l'exception de la vanne de mélange à trois voies.

Ainsi, à la place de cette vanne de mélange le piquage vertical 42 comporte à sa base un simple coude à angle droit, le reliant avec le prolongement horizontal 44 sur lequel est monté le second circulateur 16. Le raccord multiple 46, situé sous le piquage 42 dans le même axe vertical 43, ne comporte ici aucune communication avec le piquage 42. Il s'agit donc d'un raccord 46 non plus à quatre branchements, mais seulement à trois branchements, disposés suivant les axes d'un trièdre trirectangle. On notera que la figure 10 constitue aussi une vue de droite de cette dernière réalisation, dont la figure 14 est une vue de gauche.

La figure 15 est un schéma de principe électrique, correspondant aux réalisations sans vanne de mélange à trois voies précédemment décrites mais toujours avec commutateur "été/hiver/arrêt" 26. Le thermostat d'ambiance 21 assure ici, à lui seul, le pilotage du circulateur 16 irriguant le circuit de chauffage, ceci en position "hiver". Comme précédemment, 1 'aquastat 24 assure, dans les positions "été" et "hiver", le pilotage du circulateur 15 irriguant la double enveloppe 9 du ballon de production d'eau chaude sanitaire 8. Le schéma de la figure 15 est aussi applicable au cas d'une vanne de mélange à trois voies à réglage manuel.

Les figures 16 à 19 représentent une variante de l'ensemble d'équipements E, regroupés sous le ballon de production d'eau chaude sanitaire 8, dans le cas d'une sous-station 2 équipée d'une vanne de mélange à trois voies 17 manuelle ou motorisée. Cette variante est notamment applicable au cas où le circulateur d'eau chaude 16, pour l'irrigation du circuit secondaire II ou circuit de chauffage du local habité, fonctionne de façon permanente. Dans ce cas, la configuration ici retenue pour l'ensemble d'équipements E évite toute interférence entre la sortie d'eau de chauffage 11 hors du ballon de production d'eau chaude sanitaire 8, d'une part, et le circuit secondaire II, d'autre part, en dirigeant de façon certaine et directe vers la canalisation de retour 4 du circuit primaire I l'eau provenant de la sortie 11 du ballon 8.

A cet effet, la sortie d'eau de chauffage 11 du ballon de production d'eau chaude sanitaire 8 est raccordée à un coude à angle droit 51, prolongé horizontalement vers l'arrière par un raccord en "T" 52, un court conduit rectiligne 53 et un coude à angle droit horizontal 54, qui surmonte le raccord 38 pour la canalisation d'arrivée d'eau chaude 3 du circuit primaire
I et qui sert lui-même d'élément de raccordement pour la canalisation de retour 4 du circuit primaire I.

Le raccord multiple 46, connecté à la troisième voie de la vanne de mélange 17, est ici un raccord à trois branchements, qui sert aux raccordements
- de la troisième voie de la vanne de mélange 17 (comme il vient d'être indiqué),
- de l'extrémité aval verticale, et tournée vers le haut, du conduit de retour 6 du circuit secondaire II, et
- d'un conduit coudé 47 qui, dirigé vers l'avant puis vers le haut, est connecté au raccord en "T" 52 et permet à l'eau de chauffage, en provenance du circuit secondaire II, de revenir au circuit primaire I.

Cette variante respecte toujours la disposition des équipements E suivant deux plans verticaux P1 et P2 parallèles au mur 37, et aussi selon un troisième plan vertical perpendiculaire aux deux précédents. En particulier
- Le coude 54, servant d'élément de raccordement pour la canalisation de retour 4 du circuit primaire II, est situé dans le plan vertical P1 le plus proche du mur 37, qui contient aussi, notamment, le raccord 38 pour la canalisation d'arrivée 3 du circuit primaire I, le piquage vertical 42, la vanne de mélange 17 et les éléments de conduit horizontaux portant les deux circulateurs 15 et 16 superposés.

- Le coude 51, le raccord en "T" 52, les conduits 47 et 53 sont situés dans le plan vertical, perpendiculaire aux plans P1 et P2, qui contient aussi le piquage 42, le raccord 46 et la vanne de mélange 17.

On notera aussi que cette disposition ménage toujours un espace libre pour le passage des tubes verticaux d'arrivée d'eau froide sanitaire au ballon 8, et de départ d'eau chaude sanitaire de ce ballon 8.

La disposition précédemment décrite en référence aux figures 16 à 19 est adaptable à une sous-station dépourvue de vanne de mélange à trois voies. Cette vanne étant supprimée, un simple coude à 900 assure la continuité entre le piquage vertical 42 et le prolongement horizontal 44 sur lequel est disposé le circulateur d'eau chaude 16. Bien entendu, dans ce dernier cas, la dérivation 18 reliant la vanne de mélange au raccord 46 est également supprimée et par conséquent ce raccord 46 devient un raccord à deux branchements, au lieu d'un raccord à trois branchements.

Les figures 20 à 23 représentent encore un autre mode de réalisation de l'ensemble d'équipements E, regroupés sous le ballon de production d'eau chaude sanitaire 8, toujours dans le cas d'une sous-station 2 équipée d'une vanne de mélange à trois voies 17 manuelle ou motorisée.

Dans ce mode de réalisation, le raccordement au circuit primaire I est réalisé par le bas, et verticalement, dans l'alignement de l'entrée d'eau de chauffage 10 et de la sortie d'eau 11 du ballon de production d'eau chaude sanitaire 8. Ainsi, l'élément de raccordement 38 pour la canalisation d'arrivée d'eau chaude 3 du circuit primaire I est d'axe vertical et situé à la base de l'ensemble d'équipements E, dans le plan vertical P2 et, plus particulièrement, dans l'axe vertical de l'entrée d'eau 10 de chauffage du ballon 8. Suivant cet axe vertical sont aussi disposés le prolongement 39 du raccord 38, le premier circulateur d'eau chaude 15 et le clapet anti-retour 19, raccordé à l'entrée d'eau 10 du ballon 8 par l'intermédiaire d'un raccord 41.

Le piquage 42 part du raccord 38 et s'étend ici horizontalement, d'abord vers l'arrière, puis en formant un coude pour aboutir à la première voie de la vanne de mélange 17 située dans le plan vertical P1. Toujours dans ce plan vertical P1, la seconde voie de la vanne de mélange 17 est raccordée à un prolongement vertical 44, dirigé vers le haut, sur lequel sont disposés le second circulateur d'eau chaude 16 et le clapet anti-retour 20 associé.

Un élément en "T" 45, disposé dans le plan P1 à la suite du clapet anti-retour 20, contient comme précédemment la sonde de température 22 et se trouve raccordé au départ d'eau de chauffage 5 du circuit secondaire II, dirigé ici horizontalement vers la gauche (une disposition inversée, c'est-à-dire un départ horizontal vers la droite, étant aussi envisageable).

La sortie d'eau de chauffage 11 du ballon de production d'eau chaude sanitaire 8 est reliée, par l'intermédiaire d'un raccord 48, à un conduit vertical descendant 47 dont l'extrémité inférieure est connectée à un raccord 54 d'axe vertical, prévu pour le branchement de la canalisation de retour 4 du circuit primaire I. Le conduit 48 et le raccord 54 sont situés dans le plan vertical P2.

Un raccord triple 46, disposé dans le plan vertical P1 sous le départ d'eau de chauffage 5 du circuit secondaire II, sert au branchement du conduit de retour 6 horizontal de ce circuit secondaire II. Un conduit horizontal 55, dirigé de l'arrière vers l'avant, relie directement le raccord triple 46 au raccord 54 prévu pour le branchement de la canalisation de retour 4 du circuit primaire I. Enfin, dans le plan vertical P1, un conduit de dérivation horizontal 18 relie la troisième voie de la vanne de mélange 17 au raccord triple 46.

On remarque, ici également, qu'un plan vertical perpendiculaire aux plans P1 et P2 contient un certain nombre de composants, en particulier : le conduit vertical 47, le conduit horizontal 55, et les raccords 46,48 et 54.

Enfin, on notera que le conduit horizontal 55 assure la dissociation du circuit de chauffage du local, d'une part, et du circuit d'irrigation du ballon de production d'eau chaude 8, d'autre part.

Les figures 24 à 27 représentent un dernier mode de réalisation de l'ensemble d'équipements E, regroupés sous le ballon de production d'eau chaude sanitaire 8, dans lequel non seulement le raccordement au circuit primaire I, mais aussi le raccordement au circuit secondaire II ou circuit de chauffage du local, est réalisé par le bas et verticalement, cette configuration ayant pour avantage de permettre l'installation de la sous-station 2 entre deux cloisons, et l'arrivée de toutes les tuyauteries par sa partie inférieure.

Comme dans le mode de réalisation précédent, le raccordement au circuit primaire I est réalisé dans l'alignement de l'entrée d'eau de chauffage 10 et de la sortie d'eau 11 du ballon de production d'eau chaude sanitaire 8, donc dans le plan vertical P2, par des raccords verticaux 38 et 54. Toutefois, pour réduire l'encombrement vertical de l'ensemble d'équipements E, le clapet anti-retour 19 associé au premier circulateur 15 n'est pas placé directement en aval de ce dernier, mais est disposé sur le conduit vertical 47 prolongeant la sortie d'eau de chauffage 11 du ballon 8.

La seconde voie de la vanne de mélange 17 est toujours raccordée, dans le plan vertical P1, à un prolongement vertical 44 dirigé vers le haut, sur lequel est disposé le second circulateur 16. En aval de ce second circulateur 16, sont prévus deux coudes successifs à angle droit 56 et 57, prolongés par un conduit vertical 58 dirigé vers le bas, qui constitue le départ d'eau de chauffage vers le circuit secondaire II. Le clapet antiretour 20, associé au second circulateur 16, n'est pas placé directement en aval de ce dernier, mais est disposé sur le conduit vertical 58 prolongeant le double coude 56,57, ceci pour une raison de réduction d'encombrement de la sous-station 2 dans le sens de la hauteur. Dans le cas d'une vanne de mélange 17 motorisée, la sonde de température 22 est portée ici par le coude 57 (elle pourrait aussi se situer sur le coude 56). Il est à noter que le conduit vertical 58 se situe légèrement en avant du plan vertical P1, pour éviter le conduit de dérivation horizontal 18 raccordé à la troisième voie de la vanne 17.

Le retour du circuit secondaire II s'effectue verticalement dans le plan vertical P1, à la base de l'ensemble d'équipements E. Le conduit de retour 6 est relié à un raccord 59 formant un coude à angle droit, qui est prolongé par un conduit horizontal 55, dirigé de l'arrière vers l'avant et aboutissant au raccord 54, situé dans le plan P2, lequel sert au branchement de la canalisation de retour 4 du circuit primaire I.

On notera que le conduit vertical 58, situé au départ du circuit secondaire II, est disposé ici à proximité du raccord 59 auquel aboutit le conduit de retour vertical 6 du même circuit secondaire II. Un tel regroupement facilite l'installation des au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention par des modifications de détail des équipements de la sous-station, ou par l'utilisation d'un ballon de production d'eau chaude sanitaire avec échangeur de chaleur d'un autre type, par exemple à serpentin, ou encore, dans le cas de l'application à un immeuble collectif, en modifiant l'emplacement du compteur de consommation thermique. Dans le même ordre d'idées, le coffret de commande représenté comme un élément séparé peut être aussi intégré en façade d'une carrosserie logeant le ballon de production d'eau chaude sanitaire et l'ensemble d'équipements disposé sous ce ballon. Enfin, il est bien entendu qu'en cas de raccordement latéral de la sous-station aux canalisations du circuit primaire, le raccordement peut se faire non seulement du côté gauche comme dans les exemples illustrés au dessin, mais aussi du côté droit, en inversant simplement la disposition des éléments.

Claims

REVENDICATION8

1. Sous-station pour installation combinée de chauffage d'un local par circulation d'eau chaude, et de production d'eau chaude sanitaire pour le même local, à partir d'une chaufferie ou d'une chaudière (1), l'installation comprenant, pour le ou chaque local devant être chauffé et utilisateur d'eau chaude sanitaire, une sous-station (2) incluant

- des moyens de raccordement (38,46) à une canalisation d'arrivée d'eau chaude (3) et à une canalisation de retour de cette eau (4), appartenant à un circuit primaire de chauffage (I) en provenance de la chaufferie ou de la chaudière (1),

- des moyens de raccordement (45,46) à un conduit de départ d'eau de chauffage (5) et à un conduit de retour de cette eau (6), appartenant à un circuit secondaire (II) ou circuit de chauffage du local à chauffer, avec moyens de chauffage (7) irrigués par cette eau,

- un ballon de production d'eau chaude sanitaire (8), équipé d'un échangeur de chaleur (9), le ballon (8) étant irrigué par l'eau chaude en provenance du circuit primaire (I), étant pourvu de moyens de raccordement à une canalisation d'arrivée d'eau froide sanitaire (13), et de moyens de raccordement à une canalisation de départ d'eau chaude sanitaire (14) chauffée par échange thermique dans ce ballon (8), et destinée au local à chauffer,

- des moyens de mise en circulation (15,16) de l'eau de chauffage dans le circuit secondaire (II) et dans l'échangeur de chaleur (9) du ballon de production d'eau chaude sanitaire (8), associés à des clapets anti-retour (19,20) situés en aval de ces moyens (15,16), et

- des moyens d'asservissement et de contrôle (22 à 26, 49, 50), caractérisée en ce qu'il est prévu, au-dessous du ballon de production d'eau chaude sanitaire (8), un ensemble d'équipements (E) comprenant, dans un premier plan sensiblement vertical (P1) situé en arrière de l'entrée (10) et de la sortie d'eau de chauffage (11) du ballon de production d'eau chaude sanitaire (8)

- un moyen de raccordement sensiblement horizontal (38) à la canalisation d'arrivée d'eau chaude (3) du circuit primaire (I),

- sur un prolongement sensiblement horizontal (39) de ce moyen de raccordement (38), un premier circulateur d'eau chaude (15), dirigée vers l'entrée d'eau de chauffage (10) du ballon de production d'eau chaude sanitaire (8),

- en amont du premier circulateur (15), un piquage sensiblement vertical (42) dirigé vers le bas, suivi après renvoi à 90C d'un prolongement sensiblement horizontal (44) sur lequel est disposé un second circulateur d'eau chaude (16), dirigée vers le conduit de départ d'eau de chauffage (5) du circuit secondaire (II), situé dans le plan vertical (P1) considéré,

- dans l'axe sensiblement vertical (43) du piquage (42), et au-dessous de ce dernier, un moyen de raccordement multiple (46) incluant un moyen de raccordement sensiblement vertical au conduit de retour de l'eau de chauffage (6) du circuit secondaire (II), et un moyen de raccordement sensiblement horizontal au conduit de retour (4) du circuit primaire (I), l'ensemble d'équipements (E) comprenant encore dans un second plan sensiblement vertical (P2), parallèle au premier (P1) et situé plus en avant

- un moyen de raccordement sensiblement vertical (41) pour l'entrée d'eau de chauffage (10) du ballon de production d'eau chaude sanitaire (8), relié par un conduit doublement coudé (40) au premier circulateur d'eau chaude (15),

- un moyen de raccordement sensiblement vertical (48) pour la sortie d'eau de chauffage (11) du ballon de production d'eau chaude sanitaire (8), relié par un conduit coudé (47) au moyen de raccordement multiple (46), le sous-ensemble qui comprend le moyen de raccordement (48) pour la sortie d'eau de chauffage (11) du ballon de production d''eau chaude sanitaire (8), le dernier conduit coudé (47), le piquage (42) précité et ledit moyen de raccordement multiple (46) étant situé dans un même plan vertical perpendiculaire aux deux plans verticaux (P1,P2) précités.

2. Sous-station pour installation combinée de chauffage d'un local par circulation d'eau chaude, et de production d'eau chaude sanitaire pour le même local, à partir d'une chaufferie ou d'une chaudière (1), l'installation comprenant, pour le ou chaque local devant être chauffé et utilisateur d'eau chaude sanitaire, une sous-station (2) incluant

- des moyens de raccordement (38,54) à une canalisation d'arrivée d'eau chaude (3) et à une canalisation de retour de cette eau (4), appartenant à un circuit primaire de chauffage (I) en provenance de la chaufferie ou de la chaudière (1),

- en amont du premier circulateur (15), un piquage sensiblement vertical (42) dirigé vers le bas, suivi après renvoi à 900 d'un prolongement sensiblement horizontal (44) sur lequel est disposé un second circulateur d'eau chaude (16), dirigée vers le conduit de départ d'eau de chauffage (5) du circuit secondaire (II), situé dans le plan vertical (P1) considéré,

- dans l'axe sensiblement vertical (43) du piquage (42), et au-dessous de ce dernier, un moyen de raccordement double ou triple (46) incluant un moyen de raccordement sensiblement vertical au conduit de retour de l'eau de chauffage (6) du circuit secondaire (Il), et

- un moyen de raccordement sensiblement horizontal (54) à la canalisation de retour (4) du circuit primaire (I), l'ensemble d'équipements (E) comprenant encore dans un second plan sensiblement vertical (P2), parallèle au premier (P1) et situé plus en avant

- un moyen de raccordement sensiblement vertical (48) pour la sortie d'eau de chauffage (11) du ballon de production d'eau chaude sanitaire (8), relié par un coude (51) et un conduit sensiblement horizontal (53) au moyen de raccordement (54) à la canalisation de retour (4) du circuit primaire (I), le sous-ensemble qui comprend le moyen de raccordement (48) pour la sortie d'eau de chauffage (11) du ballon de production d''eau chaude sanitaire (8), le coude (51) et le conduit sensiblement horizontal (53) prolongeant ce moyen de raccordement (48), le piquage (42) précité et ledit moyen de raccordement (46) étant situé dans un même plan vertical perpendiculaire aux deux plans verticaux (P1,P2) précités, qui contient en outre un conduit coudé (47), dirigé vers le haut, reliant ledit moyen de raccordement triple (46) au conduit sensiblement horizontal (53) aboutissant au moyen de raccordement (54) à la canalisation de retour (4) du circuit primaire (I).

3. Sous-station selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les deux circulateurs d'eau chaude (15,16) sont situés l'un au-dessous de l'autre, et prennent place l'un et l'autre, pour l'essentiel, entre le premier plan vertical (P1) et le second plan vertical (P2).

4. Sous-station selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'arrivée d'eau froide sanitaire (13) au ballon de production d'eau chaude sanitaire (8) et le départ d'eau chaude sanitaire (14) de ce ballon (8) se situent dans ledit second plan vertical (P2), et passent devant les deux circulateurs d'eau chaude (15,16).

5. Sous-station selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le premier plan vertical (P1) est parallèle à un mur ou une cloison (37) contre lequel est fixé le ballon de production d'eau chaude sanitaire (8), et relativement proche du mur ou de la cloison (37).

6. Sous-station selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'il est prévu en aval du second circulateur d'eau chaude (16), dans le premier plan vertical (P1), un élément en "T" (45) dont une branche, notamment une branche sensiblement verticale dirigée vers le bas, constitue le moyen de raccordement au conduit de départ d'eau de chauffage (5) vers le circuit secondaire (II), et dont une autre branche contient une sonde de prise de température (22) de l'eau de chauffage.

7. Sous-station selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le piquage sensiblement vertical (42) dirigé vers le bas est raccordé dans le premier plan vertical (P1) par un simple coude à angle droit au prolongement sensiblement horizontal (44) sur lequel est disposé le second circulateur d'eau chaude (16), ce piquage (42) ne comportant pas de communication directe avec le moyen de raccordement (46) relié entre autres au conduit de retour de l'eau de chauffage (6) du circuit secondaire (II).

8. Sous-station selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, avec vanne de mélange à trois voies (17), caractérisée en ce que la vanne de mélange à trois voies (17) est disposée dans le premier plan vertical (P1), avec une première voie raccordée audit piquage sensiblement vertical (42) dirigé vers le bas, avec une deuxième voie raccordée au prolongement sensiblement horizontal (44) sur lequel est disposé le second circulateur d'eau chaude (16), et avec une troisième voie reliée directement au moyen de raccordement (46) relié entre autres au conduit de retour de l'eau de chauffage (6) du circuit secondaire (Il), et situé au-dessous du piquage (42) précité dans l'axe (43) de ce dernier.

9. Sous-station selon la revendication 8, caractérisée en ce que la vanne de mélange à trois voies (17) située dans le premier plan vertical (P1) est une vanne à réglage manuel, auquel cas le second circulateur d'eau chaude (16) est piloté par un thermostat d'ambiance (21) situé dans le local à chauffer.

10. Sous-station selon l'ensemble des revendications 6 et 8, caractérisé en ce que la vanne de mélange à trois voies (17) située dans le premier plan vertical (P1) est une vanne motorisée, auquel cas la sonde de prise de température (22) placée dans l'élément en "T" (45) précité est en liaison avec un aquastat (25) agissant, en série avec un thermostat d'ambiance (21), sur le moteur de la vanne de mélange (17).

11. Sous-station pour installation combinée de chauffage d'un local par circulation d'eau chaude, et de production d'eau chaude sanitaire pour le même local, à partir d'une chaufferie ou d'une chaudière (1), l'installation comprenant, pour le ou chaque local devant être chauffé et utilisateur d'eau chaude sanitaire, une sous-station (2) incluant

- des moyens d'asservissement et de contrôle (22 à 26, 49, 50), caractérisée en ce qu'il est prévu, au-dessous du ballon de production d'eau chaude sanitaire (8), un ensemble d'équipements (E) comprenant, dans un plan vertical (P2) contenant l'entrée (10) et la sortie d'eau de chauffage (11) du ballon de production d'eau chaude sanitaire (8)

- un moyen de raccordement sensiblement vertical (38) à la canalisation d'arrivée d'eau chaude (3) du circuit primaire (I),

- sur un prolongement sensiblement vertical (39) de ce moyen de raccordement (38), un premier circulateur d'eau chaude (15), dirigée vers un moyen de raccordement (41) pour l'entrée d'eau de chauffage (10) du ballon de production d'eau chaude sanitaire (8),

- en amont du premier circulateur (15), un piquage sensiblement horizontal (42) dirigé vers l'arrière,

- un moyen de raccordement sensiblement vertical (48) pour la sortie d'eau de chauffage (11) du ballon de production d'eau chaude sanitaire (8), relié par un conduit sensiblement vertical (47) à un moyen de raccordement sensiblement vertical (54) à la canalisation de retour (4) du circuit primaire (1), l'ensemble d'équipements (E) comprenant encore, dans un autre plan vertical (P1) parallèle au précédent (P2) et situé plus en arrière

- un prolongement sensiblement vertical (44) et dirigé vers le haut, après renvoi à 90 , du piquage (42) précité, sur lequel est disposé un second circulateur d'eau chaude (16), dirigée vers le conduit de départ d'eau de chauffage (5) du circuit secondaire (II), disposé horizontalement dans le plan vertical (P1) considéré,

- un moyen de raccordement (46) sensiblement horizontal au conduit de retour de l'eau de chauffage (6) du circuit secondaire (II), ce dernier moyen de raccordement (46), et le conduit sensiblement vertical (47) relié à la sortie d'eau de chauffage (11) du ballon (8), étant situés dans un même plan vertical perpendiculaire aux deux plans verticaux (P1,P2) précités, qui contient en outre un conduit horizontal (55), dirigé d'arrière en avant, reliant entre eux les moyens de raccordement (46,54) précités.

12. Sous-station pour installation combinée de chauffage d'un local par circulation d'eau chaude, et de production d'eau chaude sanitaire pour le même local, à partir d'une chaufferie ou d'une chaudière (1), l'installation comprenant, pour le ou chaque local devant être chauffé et utilisateur d'eau chaude sanitaire, une sous-station (2) incluant

- des moyens de raccordement (45,59) à un conduit de départ d'eau de chauffage (5) et à un conduit de retour de cette eau (6), appartenant à un circuit secondaire (II) ou circuit de chauffage du local à chauffer, avec moyens de chauffage (7) irrigués par cette eau,

- un prolongement sensiblement vertical (44) et dirigé vers le haut, après renvoi à 900, du piquage (42) précité, sur lequel est disposé un second circulateur d'eau chaude (16), le prolongement (44) étant raccordé à un conduit vertical (58), dirigé vers le bas, constituant le départ d'eau de chauffage du circuit secondaire (II), et

- un moyen de raccordement (59) sensiblement vertical au conduit de retour de l'eau de chauffage (6) du circuit secondaire (II), ce dernier moyen de raccordement (59), et le conduit sensiblement vertical (47) relié à la sortie d'eau de chauffage (11) du ballon (8), étant situés dans un même plan vertical perpendiculaire aux deux plans verticaux (P1,P2) précités, qui contient en outre un conduit horizontal (55), dirigé d'arrière en avant, reliant entre eux les moyens de raccordement (54,59) précités.

13. Sous-station selon la revendication 12, caractérisée en ce que le clapet anti-retour (19), associé au premier circulateur d'eau chaude (15), est disposé sur le conduit vertical (47) prolongeant la sortie d'eau de chauffage (11) du ballon de production d'eau chaude sanitaire (8), et en ce que le clapet anti-retour (20), associé au second circulateur d'eau chaude (16), est disposé sur le conduit vertical (58) dirigé vers le bas, constituant le départ d'eau de chauffage du circuit secondaire (II).

14. Sous-station selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, avec vanne de mélange à trois voies (17), caractérisée en ce que la vanne de mélange à trois voies (17) est disposée dans le plan vertical précité (P1) situé le plus en arrière, avec une première voie raccordée audit piquage sensiblement horizontal (42), avec une deuxième voie raccordée au prolongement sensiblement vertical (44) sur lequel est disposé le second circulateur d'eau chaude (16), et avec une troisième voie reliée, par un conduit de dérivation sensiblement horizontal (18) situé dans le plan (P1) considéré, au moyen de raccordement (46,59) au conduit de retour de l'eau de chauffage (6) du circuit secondaire (Il)

15. Sous-station selon l'ensemble des revendications 12 et 14, caractérisée en ce que, dans le cas d'une vanne de mélange (17) motorisée, la sonde de prise de température (22) est placée sur un élément de liaison coudé (56,57) situé entre le second circulateur (16) et ledit conduit vertical (58) dirigé vers le bas.

16. Sous-station selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée en ce qu'elle comprend encore des moyens de commutation (26) à trois positions (a,b,c), à savoir

- une position "hiver" autorisant le fonctionnement du premier circulateur (15) pour l'irrigation de l'échangeur thermique (9) du ballon de production d'eau chaude sanitaire (8), ainsi que le fonctionnement du second circulateur (16) pour l'irrigation du circuit de chauffage (II),

- une position "été" autorisant le fonctionnement du premier circulateur (15) pour l'irrigation de l'échangeur thermique (9) du ballon de production d'eau chaude sanitaire (8), mais interdisant le fonctionnement du second circulateur (16), le circuit de chauffage (II) étant alors neutralisé, et

- une position "arrêt" dans laquelle le fonctionnement des deux circulateurs (15,16) est interdit.

17. Sous-station selon la revendication 16, caractérisée en ce que le ballon de production d'eau chaude sanitaire (8), l'ensemble d'équipements (E) précité et les moyens de commutation (26) sont logés sous une carrosserie unique et commune.

18. Sous-station selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisée par son application au chauffage et à la production d'eau chaude sanitaire pour une habitation individuelle, la sous-station (2) étant installée dans le même local que la chaudière (1) (figures 1 et 2) ou dans un local distinct (figures 3 et 4).

19. Sous-station selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisée par son application au chauffage et à la production d'eau chaude sanitaire pour un immeuble collectif, comportant une chaufferie centralisée commune à un certain nombre d'appartements (A) équipés chacun d'une telle sous-station (2) (figures 5 et 6).