FR2926351A1

FR2926351A1 - Dispositif de chauffage de l'eau

Info

Publication number: FR2926351A1
Application number: FR0800169A
Authority: FR
Inventors: Daniel Aflalo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-01-11
Filing date: 2008-01-11
Publication date: 2009-07-17

Abstract

Dispositif de chauffage de l'eau comprenant un récipient permettant de contenir une quantité d'eau et un échangeur permettant chauffer de l'eau en utilisant un liquide caloporteur, dans lequel le dispositif est pourvu d'une première ouverture pour recevoir du liquide caloporteur, cette première ouverture étant connectée avec l'entrée de l'échangeur, et d'une deuxième ouverture permettant de laisser partir le liquide caloporteur du dispositif, cette deuxième ouverture étant connectée avec la sortie de l'échangeur, dans lequel le dispositif comprend un réservoir pour contenir du liquide caloporteur, ce réservoir étant connecté avec la sortie de l'échangeur, et une pompe permettant d'avancer le liquide caloporteur de ce réservoir vers la deuxième ouverture du dispositif dans lequel la sortie de l'échangeur est connectée au réservoir par un premier conduit pourvu d'une électrovanne et, avec la deuxième ouverture du dispositif, un deuxième conduit pourvu d'un circulateur.

Description

1 Dispositif de chauffage de l'eau La présente invention concerne le chauffage de l'eau et tout particulièrement un dispositif de chauffage de l'eau sanitaire par l'énergie solaire.

Le dispositif selon l'invention comprend un récipient permettant de contenir une certaine quantité d'eau et un échangeur permettant chauffer de l'eau en utilisant un liquide caloporteur, dans lequel le dispositif est pourvu d'une première ouverture pour recevoir du liquide caloporteur, cette première ouverture étant connectée avec l'entrée de l'échangeur, et d'une deuxième ouverture permettant de laisser partir le liquide caloporteur du dispositif, cette deuxième ouverture étant connectée avec la sortie de l'échangeur, dans lequel le dispositif comprend un réservoir pour contenir du liquide caloporteur, ce réservoir étant connecté avec la sortie de l'échangeur, et une pompe permettant d'avancer le liquide caloporteur de ce réservoir vers la deuxième ouverture du dispositif.

Selon l'art antérieur, le chauffage de l'eau sanitaire au moyen de capteurs solaires a pour but de récupérer la chaleur résultant du rayonnement solaire. En principe, la chaleur est captée en utilisant un fluide caloporteur, tel qu'un mélange d'eau et d'antigel, comme par exemple du glycol. Ce fluide caloporteur est chauffé dans un module dans lequel le fluide est exposé à l'influence des rayons solaires. Un tel dispositif comprend, par exemple, une plaque de cuivre directement chauffée par l'influence solaire. Sur cette plaque de cuivre, on place par exemple un tuyau en inox. Ce tuyau, ainsi que le fluide caloporteur qui y circule, sont indirectement chauffés grâce à l'influence des plaques de cuivre. Lorsque le fluide caloporteur est chauffé de cette façon, celui- ci est transporté vers un échangeur présent dans un récipient pour l'eau. Dans cet échangeur, le fluide caloporteur transfère ensuite sa chaleur à l'eau sanitaire présente dans ce récipient.

Selon l'art antérieur, deux systèmes, selon différents principes, sont utilisés. Un premier système comprend une circulation du fluide caloporteur sous pression. Cela signifie que le circuit du fluide caloporteur, de l'échangeur vers le dispositif permettant de chauffer le fluide caloporteur grâce à des rayons solaires et retour, est mis sous pression. Lorsque ce circuit est mis sous pression, le fluide caloporteur présent à l'intérieur dudit circuit est transporté grâce à un circulateur.

Un des inconvénients de ce système à circulation forcée sous pression réside dans le fait que la pression, à l'intérieur du circuit, doit être contrôlée attentivement et régulièrement et, en cas de besoin, mise sous pression de façon manuelle. Lorsque la pression arrive à une certaine limite, le système perd de son efficacité de chauffage et donc de son rendement. Une des raisons pour lesquelles le système sous pression peut perdre le niveau de pression idéal réside dans le fait que lors de journées chaudes et très ensoleillées, la pression du circuit du liquide caloporteur augmente. Le système est pourvu d'une soupape de sécurité qui peut décharger le trop plein et ce, afin d'éviter tout risque d'explosion. Une fois que la température est revenue à la normale (par exemple le retour à la normale après des journées de fort ensoleillement), la pression du circuit de liquide caloporteur chute grâce à la quantité du fluide qui a été déchargée par la soupape de sécurité. A ce moment précis, une intervention manuelle est alors nécessaire afin de remettre le système sous pression. La pression du circuit caloporteur fait ainsi l'objet de variations constantes, entraînant une perte d'efficacité de chauffe et donc de rendement. Chaque remise en pression manuelle du circuit primaire nécessite un dégazage du circuit (chasser l'air), car la présence d'air dans le circuit empêche le bon fonctionnement du circulateur.

Selon un deuxième système, dit système à circulation forcée vidangeable par gravité , les capteurs solaires permettant de chauffer le fluide caloporteur sont posés plus haut que le récipient de l'eau afin d'assurer une gravité permettant le 3 retour du liquide des capteurs solaires vers l'échangeur présent dans le récipient d'eau. Une pompe centrifuge reçoit, par gravité, une quantité de liquide caloporteur. Lorsqu'il existe une différence de température entre les capteurs et le ballon, la pompe propulse alors le liquide caloporteur à travers les capteurs où il est chauffé, et les calories sont alors dirigées vers l'échangeur du récipient pour chauffer l'eau accumulée dans le récipient.

Ce système présente l'inconvénient de nécessiter des conditions d'installation strictes afin d'assurer la gravité du système et permettre le retour du liquide pour amorcer la pompe. L'installation ne peut donc pas être réalisée de manière universelle.

Par conséquent, un but de l'invention est de créer un appareil de chauffage de l'eau par capteurs solaires, universel et présentant deux modes de fonctionnement à la fois : si ce n'est à circulation sous pression, à circulation vidangeable.

Un autre but de l'invention est de fournir un appareil de chauffage de l'eau sanitaire par capteurs solaires ne nécessitant pas de mise en pression manuelle. Un autre but de l'invention est de fournir un appareil de chauffage de l'eau sanitaire par capteurs solaires, dans lequel un dispositif interne à l'invention permet un remplissage du liquide caloporteur dans le circuit ainsi qu'un dégazage automatiques, ce qui évite l'intervention manuelle. 25 L'objet de l'invention est donc un dispositif de chauffage de l'eau comprenant un récipient permettant de contenir une certaine quantité d'eau et un échangeur permettant chauffer de l'eau en utilisant un liquide caloporteur, dans lequel le dispositif est pourvu d'une première ouverture pour recevoir du liquide 30 caloporteur, cette première ouverture étant connectée avec l'entrée de l'échangeur, et d'une deuxième ouverture permettant de laisser partir le liquide20 4 caloporteur du dispositif, cette deuxième ouverture étant connectée avec la sortie de l'échangeur, dans lequel le dispositif comprend un réservoir pour contenir du liquide caloporteur, ce réservoir étant connecté avec la sortie de l'échangeur, et une pompe permettant d'avancer le liquide caloporteur de ce réservoir vers la deuxième ouverture du dispositif, dans lequel la sortie de l'échangeur est connectée au réservoir par un premier conduit pourvu d'une électrovanne et, avec la deuxième ouverture du dispositif, un deuxième conduit pourvu d'un circulateur.

Selon l'invention, la sortie de l'échangeur est connectée à un premier conduit, pourvu d'une électrovanne avec le réservoir. De plus, cette même sortie de l'échangeur est connectée, en utilisant un deuxième conduit pourvu d'un circulateur, avec la deuxième ouverture du dispositif. Cette façon de réaliser le dispositif de chauffage a pour but de laisser le choix à l'utilisateur de conserver la connexion, entre la sortie de l'échangeur et le réservoir pour le liquide caloporteur, ouverte ou fermée. De plus, le liquide caloporteur sortant de la sortie de l'échangeur peut être guidé soit en direction du réservoir pour le liquide caloporteur soit être dirigé directement vers la deuxième ouverture du dispositif. L'effet technique de ces mesures est que le dispositif selon l'invention peut être utilisé soit comme dispositif de chauffage de l'eau sanitaire à circulation forcée, vidangeable par gravité, soit comme système à circulation forcée sous pression.

Dans le cas où l'électrovanne du premier conduit est ouverte, le liquide caloporteur sort de l'échangeur et est reçu dans le réservoir destiné au liquide caloporteur. Le liquide est ensuite transporté de ce réservoir vers l'extérieur du dispositif grâce à la pompe.

Dans le cas où l'électrovanne est fermée, le liquide sortant de l'échangeur peut être guidé directement vers la deuxième ouverture du dispositif grâce au circulateur, à condition que la pression soit suffisante. Le système peut, dans ce cas précis, être utilisé comme système à circulation forcée sous pression.

Il convient de noter que le dispositif selon l'invention est utilisé en combinaison avec un capteur solaire. Ce capteur solaire est connecté à la première et à la 5 deuxième ouverture du dispositif selon l'invention.

Dans le texte, référence est faite au liquide caloporteur . Il convient de noter qu'avec ce terme, référence est faite à tout liquide adapté pour recevoir de la chaleur et de la transporter vers un échangeur. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le deuxième conduit est pourvu d'un détecteur de pression.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ce détecteur de pression est 15 un pressostat.

Le détecteur de pression, le pressostat, présent dans le deuxième conduit entre la sortie de l'échangeur et la deuxième ouverture du dispositif, est utilisé afin de contrôler la pression à l'intérieur du fluide caloporteur. Dans le cas où 20 l'électrovanne, située entre la sortie de l'échangeur et le réservoir pour le liquide caloporteur, est fermée, il est possible, grâce au détecteur de pression, de contrôler si la pression dans le système du liquide caloporteur est suffisamment haute pour laisser opérer le système dans son état de circulation forcée sous pression. 25 Dans le cas où la pression n'est pas suffisamment haute, la pompe connectée au réservoir du liquide caloporteur peut être utilisée pour augmenter la pression dans le système en injectant du fluide additionnel. 10 Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le détecteur de pression et la pompe sont connectés à une centrale de gestion, dans lequel l'actionnement de la pompe dépend des données capturées en utilisant le détecteur de pression.

L'effet technique de la présence d'une centrale de gestion, connectée au moins au détecteur de pression dans le deuxième conduit au moteur, réside dans le fait que la pression dans le système caloporteur peut être réglée de façon automatique. Dès lors que le détecteur de pression identifie une pression en dessous de la normale, il est possible de réajuster la pression grâce à la pompe. Cette régulation de la pression dans le système peut être automatique. Les interventions manuelles selon l'art antérieur ne sont donc plus obligatoires.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le réservoir permettant de contenir le liquide caloporteur est pourvu d'un purgeur. Le purgeur est utilisé pour permettre au système d'enlever l'air du système caloporteur. Comme expliqué dans la description ci-dessous, ledit purgeur peut être utilisé dans une phase pré-initiale afin de s'assurer que le système caloporteur ne contient plus d'air et peut opérer de façon efficace.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le deuxième conduit est pourvu d'une soupape de sécurité. La présence de ladite soupape augmente la sécurité du dispositif selon l'invention.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le récipient permettant de contenir une quantité d'eau se présente sous la forme d'un ballon d'eau.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les piquetages de ce ballon se trouvent, en position d'utilisation, dans sa partie basse. Tous les éléments (les piquetages destinés à l'entrée de l'eau froide dans le récipient, la sortie de l'eau chaude du récipient, les entrées, l'échangeur, etc.) se trouvant dans la partie basse du récipient qui peut se présenter sous forme de ballon, celui-ci peut être entreposé dans une armoire. Les piquetages étant situés en partie basse du récipient, l'installation du dispositif selon l'invention est plus simple que les systèmes selon l'art antérieur. Le dispositif de chauffage selon l'invention peut donc être installé et préréglé lors de la production du dispositif. Le dispositif de chauffage peut être installé comme entité indépendante sur laquelle l'on peut réaliser différentes connexions.

10 Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le récipient permettant de contenir une certaine quantité d'eau est pourvu d'un deuxième échangeur. Le dispositif selon l'invention peut être pourvu d'un deuxième échangeur afin de chauffer de l'eau à l'intérieur du récipient dans le cas où le capteur solaire ne reçoit pas suffisamment d'énergie pour chauffer de l'eau sans aide. Ce deuxième 15 échangeur peut se présenter sous n'importe quelle forme adaptée, par exemple sous la forme d'un échangeur hydraulique.

Les buts, objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite en référence au dessin dans lequel est 20 montré un schéma représentant un mode de réalisation préférentiel de l'appareil de chauffage de l'eau par capteurs solaires selon l'invention.

En référence à la figure 1, l'appareil de chauffage de l'eau selon l'invention comprend un ou plusieurs capteurs solaires placés à des endroits ensoleillés, par 25 exemple sur le toit de la maison. Le liquide caloporteur est chargé par l'entrée 1 et passe par les tuyaux 2 et 18 puis par l'électrovanne 3 pour arriver au réservoir de liquide caloporteur 4 par le tuyau 32. Le liquide caloporteur est ensuite dirigé vers une pompe 5 par le tuyau 70 puis vers un clapet anti retour 6 par le tuyau 62, vers une vanne d'isolement 7 par le tuyau 67 en empruntant le tuyau 61 et 30 par le tuyau 8 pour atteindre l'entrée 9 du capteur 10. Le liquide caloporteur est alors réchauffé par les calories du rayonnement solaire captées par le capteur5 solaire 10 ; dès que le liquide caloporteur est réchauffé, il sort du capteur 10 par la sortie 11, emprunte le tuyau 12, atteint la vanne d'isolement 15, entre dans l'échangeur 17 en passant par le tuyau 16 et l'entrée de l'échangeur 58, sort par la sortie d'échangeur 59, emprunte le tuyau 18 puis passe par l'électrovanne 3 avant de retourner au réservoir de liquide caloporteur 4. Lorsque les éléments sont réunis, ce fonctionnement permet au capteur 10 de se vidanger par gravité (circuit A). Dans le cas où les éléments ne sont pas réunis pour que le système fonctionne en auto vidange mais en circuit fermé sous pression, l'invention consiste en ce que le liquide caloporteur qui se trouve dans le réservoir 4 est propulsé par la pompe 5 à travers le tuyau 70 vers le tuyau 62 et 67 vers le tuyau 61 en passant par le clapet anti retour 6, la vanne d'isolement 7 vers le tuyau 8 vers l'entrée 9 du capteur 10.

Le liquide caloporteur emprunte alors la sortie 11 du capteur 10, passe par le tuyau 12, entre dans l'échangeur 17 par la vanne d'isolement 15, le tuyau 16 et l'entrée de l'échangeur 58, sort par la sortie d'échangeur 59, passe par les tuyaux 18 et 32, en passant par l'électrovanne 3 : ce schéma de circulation du liquide caloporteur se perpétue durant un laps de temps nécessaire au dégazage du circuit vers le réservoir 4 avec purgeur d'air 14, ce qui peut durer plusieurs minutes. L'électrovanne 3 se ferme et s'ouvre à de multiples reprises afin d'assurer le dégazage du tuyau 19 (circuit B) en passant par le manomètre de pression 34, puis le tuyau 60 en passant par le clapet anti retour 20, par le vase d'expansion 71 vers le tuyau 22 en passant par le circulateur 21, le tuyau 61 en passant par le pressostat 23 et le clapet anti retour 31, puis emprunte la vanne d'isolement 7 vers le tuyau 8 vers l'entrée 9 du capteur 10.

Le liquide caloporteur emprunte alors la sortie 11 du capteur 10, passe par le tuyau 12, entre dans l'échangeur 17 par la vanne d'isolement 15, le tuyau 16 et 9 l'entrée de l'échangeur 58, sort par la sortie d'échangeur 59, passe par le tuyau 18 vers le tuyau 32 par l'électrovanne 3 vers le réservoir de liquide caloporteur 4 ; l'air est ainsi chassé par le purgeur 14.

Cette circulation dure un certain temps afin de chasser l'air du circuit, l'électrovanne 3 reçoit l'ordre, par la centrale de gestion 24 passant par le câble 30, de se fermer, la pompe 5 puise dans le réservoir de liquide 4 par le tuyau 70, et propulse le liquide, à travers les tuyaux 62 et 67, vers le tuyau 61 en passant par le clapet anti retour 6, la vanne d'isolement 7 vers le tuyau 8 vers l'entrée 9 du capteur 10. Le liquide caloporteur emprunte alors la sortie 11 du capteur 10, sort par le tuyau 12, entre dans l'échangeur 17 par la vanne d'isolement 15, le tuyau 16 et l'entrée de l'échangeur 58, sort par la sortie d'échangeur 59 puis passe par le tuyau 18 vers le tuyau 19 par le manomètre 34 vers le tuyau 60 par l'anti retour 20 et le vase d'expansion 71, vers le tuyau 22 en passant par le circulateur 21 vers le tuyau 61 en passant par le pressostat 23 et le clapet anti retour 31 : une montée de pression se produit alors jusqu'au niveau demandé du fait que l'électrovanne 3 est fermée.

Une fois ce niveau de pression atteint, le pressostat 23 envoie un signal d'arrêt de la pompe 5 à la centrale de gestion électronique 24 par le câble 29. La centrale de gestion transmet l'ordre d'arrêt à la pompe 5 par le câble 25. La centrale de gestion 24 déclenche le fonctionnement du circulateur 21 du circuit B par le câble 28 lorsque certaines conditions de température sont réunies. La première condition est que le liquide caloporteur, se trouvant à la sortie des capteurs solaires, atteigne une température prédéterminée qui peut être par exemple de 37°C. Pour cela, une sonde 63 dans la partie haute du capteur solaire 10 fournit un signal sur la ligne 26 à la centrale de gestion 24.

Une deuxième condition est que la température à la sortie des capteurs solaires dépasse, par un écart de température prédéterminé, la température de la partie correspondant au quart inférieur du ballon, au niveau inférieur du circuit primaire de l'échangeur. Cet écart est de préférence compris entre 6°C et 10°C et est, par exemple, de 8°C. Pour cela, une sonde 27 se trouvant à l'intérieur du ballon 13 fournit un signal sur la ligne 46 à la centrale de régulation 24.

Lorsque les deux conditions sont réunies, à savoir que la température du liquide caloporteur à la sortie des capteurs solaires dépasse une température prédéterminée et dépasse la température de l'eau du ballon par un écart prédéterminé, la centrale de gestion 24 transmet un signal de mise en marche au circulateur 21 du circuit B par la ligne 28, le liquide caloporteur circule dans le tuyau 22, le tuyau 61, traverse le pressostat 23, passe par l'anti retour 31, la vanne d'isolement 7, le tuyau 8, entre dans l'entrée 9 du capteur 10 où il est chauffé par les rayonnements solaires, sort par la sortie 11 du capteur 10, rejoint le tuyau 12 pour atteindre la vanne d'isolement 15 avant d'entrer dans l'échangeur 17 par le tuyau 16 et l'entrée d'échangeur 58, sort par la sortie d'échangeur 59, passe par le tuyau 18 puis par le manomètre 34, le tuyau 19 vers le tuyau 60 en passant par l'anti retour 20 et le vase d'expansion 71 avant d'atteindre le circulateur 21 (circuit B).

L'eau froide, arrivant dans le ballon par l'entrée d'eau froide constituée par une vanne d'isolement 35 en passant par le tuyau 36, le groupe de sécurité 37, le tuyau 38, l'entrée du ballon 39, chauffe et ressort du ballon 13 par la sortie 40, à travers le tuyau 41 vers le mélangeur thermostatique 42, en passant par la vanne d'isolement 43 par le tuyau 69. Le groupe de sécurité 37 est équipé d'un siphon anti pollution 65 pour la vidange du surplus de pression en empruntant le tuyau 66 vers la sortie 47. Une entrée eau froide pour le mélangeur thermostatique 42 se fait par le tuyau 64.

Une des caractéristiques de l'invention est que lorsque le capteur 10 est chauffé de manière importante lors de journées fortement ensoleillées, et lorsque la pression dépasse la limite autorisée (par exemple 3 bars), la soupape de sécurité 44 s'ouvre et envoie le surplus de liquide caloporteur vers le réservoir de liquide 4 en passant par les tuyaux 68 et 45 (circuit A). Une fois la pression redescendue, le pressostat 23 détecte le manque de pression, envoie un signal à la centrale de gestion électronique 24 par le câble 29 ; la centrale de gestion 24 envoie un signal de mise en marche à la pompe 5 par le câble 25. 10 La pompe 5 réinjecte dans le circuit du liquide caloporteur depuis le réservoir 4 par le tuyau 70 vers le tuyau 62, puis vers le tuyau 67 en passant par l'anti retour 6, la vanne d'isolement 7 en passant par le tuyau 61, vers le tuyau 8, atteint l'entrée 9 du capteur 10, sort par la sortie 11 du capteur 10 vers le tuyau 12, 15 entre dans l'échangeur 17 par la vanne d'isolement 15 et le tuyau 16 et l'entrée de l'échangeur 58, sort par la sortie d'échangeur 59 puis passe par le tuyau 18, vers le tuyau 32 en passant par l'électrovanne 3, pour atteindre le réservoir 4 pour chasser l'air par le purgeur 14 (circuit A).

20 Cette circulation dure un certain temps afin de chasser l'air du circuit. La centrale de gestion 24 envoie un signal à l'électrovanne 3 par le câble 30 de rester ouverte le temps nécessaire à la vidange de l'air dans le circuit. L'air est ainsi envoyé dans le réservoir 4 pour sortir par le purgeur d'air 14. La centrale de gestion 24 donne un signal à l'électrovanne 3 par le câble 30 de se fermer. La pompe 5 puise 25 une quantité de liquide caloporteur dans le réservoir 4, en passant par le tuyau 70, pour augmenter la pression dans le circuit. Le liquide caloporteur est injecté avec pression par la pompe 5, dans les tuyaux 62 et 67, en passant par le clapet anti retour 6, vers le tuyau 61, vers la vanne d'isolement 7, vers le tuyau 8, vers l'entrée 9 du capteur 10. 30 Le liquide caloporteur emprunte alors la sortie 11 du capteur 10, sort par le tuyau 12, entre dans l'échangeur 17 par la vanne d'isolement 15, le tuyau 16 et l'entrée de l'échangeur 58, sort par la sortie d'échangeur 59 puis passe par le tuyau 18 vers le tuyau 19, par le manomètre 34 vers le tuyau 60, par l'anti retour 20 et le vase d'expansion 71, vers le tuyau 22 en passant par le circulateur 21, pour atteindre le pressostat 23 (circuit B). Le circuit monte en pression jusqu'à atteindre la pression demandée.

Une fois cette pression atteinte, le pressostat 23 envoie un signal d'arrêt de la pompe 5 à la centrale de gestion 24 par le câble 29. La centrale de gestion 24 transmet ce signal d'arrêt à la pompe 5 par le câble 25.

Lorsque les deux conditions mentionnées précédemment sont réunies, à savoir que la température du liquide caloporteur à la sortie des capteurs solaires dépasse une température prédéterminée et dépasse la température de l'eau du ballon par un écart prédéterminé, et comme déjà décrit précédemment, la centrale de gestion 24 transmet un signal de mise en marche au circulateur 21 par la ligne 28, le liquide caloporteur circule dans le tuyau 22, le tuyau 61, en traversant le pressostat 23 et par l'anti retour 31, passe par la vanne d'isolement 7, le tuyau 8, entre dans l'entrée 9 du capteur 10 où il est chauffé par les rayonnements solaires, sort par la sortie 11 du capteur 10, rejoint le tuyau 12 pour atteindre la vanne d'isolement 15 avant d'entrer dans l'échangeur 17 par le tuyau 16 et l'entrée d'échangeur 58, sort par la sortie d'échangeur 59, passe par le tuyau 18 puis par le manomètre 34, le tuyau 19 vers le tuyau 60 en passant par l'anti retour 20 et le vase d'expansion 71 avant d'atteindre le circulateur 21 (circuit B).

Le ballon 13 comporte un appoint de chauffe qui peut être constitué par une résistance électrique qui ne fonctionne que lorsque les capteurs ne peuvent pas fournir suffisamment de chaleur ou par un appoint hydraulique constitué par une chaudière (à bois, gaz..).

Une des caractéristiques de l'invention est l'existence d'une centrale de régulation électronique 24, par exemple un microcontrôleur, qui présente deux modes de gestion à la fois, vidange par gravité et circulation forcée par circuit sous pression. Les éléments nécessaires au fonctionnement en mode vidange par gravité sont réunis lorsque les capteurs solaires sont situés plus haut que le ballon, et lorsque les conditions d'installation permettent au liquide caloporteur, qui a été propulsé par la pompe 5 vers les capteurs 10, d'être restitué dans son intégralité dans le réservoir 4.

Une première condition est que le liquide caloporteur, se trouvant à la sortie des capteurs solaires, atteigne une température prédéterminée, pouvant être par exemple de 37°C. Pour cela, une sonde 63 située dans le capteur solaire 10 sur la sortie 11 fournit un signal sur la ligne 26 à la centrale de régulation 24.

Une deuxième condition est que la température à la sortie des capteurs solaires dépasse la température de l'eau du ballon 13 par un écart de température prédéterminé. Cet écart est de préférence compris entre 6°C et 10°C et est par exemple de 8°C. Pour cela, une sonde 27 se trouvant à l'intérieur du ballon 13 fournit un signal sur la ligne 46 à la centrale de régulation 24.

Lorsque les deux conditions sont réunies, à savoir que la température du liquide caloporteur à la sortie des capteurs solaires dépasse une température prédéterminée et dépasse la température de l'eau du ballon par un écart prédéterminé, la centrale de régulation 24 transmet un signal de mise en marche à la pompe 5, qui puise une quantité de liquide caloporteur dans le réservoir 4 par le tuyau 70, pour le propulser vers les tuyaux 62 et 67, en passant par l'anti retour 6, vers le tuyau 61 vers le tuyau 8 en passant par la vanne d'isolement 7, vers l'entrée 9 du capteur 10. Le liquide caloporteur emprunte alors la sortie 11 du capteur 10, passe par le tuyau 12, entre dans l'échangeur 17 par la vanne d'isolement 15, le tuyau 16 et l'entrée de l'échangeur 58, sort par la sortie d'échangeur 59, passe par le tuyau 18, puis par le tuyau 32 en passant par l'électrovanne 3 pour retourner vers le réservoir 4 (circuit A).

Lorsque les conditions ne sont pas réunies pour la vidange par gravité, c'est-à-dire quand les capteurs solaires ne sont pas situés plus haut que le ballon ou que l'installation ne permet pas la récupération du liquide caloporteur par gravité, le dispositif se met en mode circulation forcée sous pression. Le liquide caloporteur se trouvant dans le réservoir 4 est propulsé par la pompe 5, par le tuyau 70 vers le tuyau 62, vers le tuyau 67 en passant par l'anti retour 6, vers le tuyau 61, vers le tuyau 8 en passant par la vanne d'isolement 7, vers l'entrée 9 du capteur 10.

Le liquide caloporteur emprunte alors la sortie 11 du capteur 10, passe par le tuyau 12, entre dans l'échangeur 17 par la vanne d'isolement 15, le tuyau 16 et l'entrée de l'échangeur 58, sort par la sortie d'échangeur 59, passe par les tuyaux 18 et 32 en passant par l'électrovanne 3 (circuit A) : ce schéma de circulation du liquide caloporteur se poursuit durant un laps de temps nécessaire au dégazage du circuit vers le réservoir 4 avec purgeur d'air 14, ce qui peut durer plusieurs minutes.

L'électrovanne 3 s'ouvre et se ferme à de multiples reprises afin d'assurer le dégazage du tuyau 19, en passant par le manomètre de pression 34 (circuit B), puis le tuyau 60 en passant par le clapet anti retour 20 et par le vase d'expansion 71, le tuyau 22 en passant par le circulateur 21, le tuyau 61 en passant par le pressostat 23 et le clapet anti retour 31, puis emprunte la vanne d'isolement 7 vers le tuyau 8 vers l'entrée 9 du capteur 10.

Le liquide caloporteur emprunte alors la sortie 11 du capteur 10, passe par le tuyau 12, entre dans l'échangeur 17 par la vanne d'isolement 15, le tuyau 16 et l'entrée de l'échangeur 58, sort par la sortie d'échangeur 59, passe par le tuyau 18 vers le tuyau 32 par l'électrovanne 3 vers le réservoir de liquide 4 (circuit A) ; l'air est ainsi chassé par le purgeur 14.

Cette circulation dure un certain temps afin de chasser l'air du circuit. L'électrovanne 3 reçoit l'ordre par la centrale de gestion 24 par le câble 30 de se fermer, la pompe 5 puise dans le réservoir de liquide 4 par le tuyau 70, et propulse le liquide vers le tuyau 62, vers le tuyau 67 en passant par l'anti retour 6 vers le tuyau 61, vers le tuyau 8 en passant par la vanne d'isolement 7 vers l'entrée 9 du capteur 10.

Le liquide caloporteur emprunte alors la sortie 11 du capteur 10, sort par le tuyau 12, entre dans l'échangeur 17 par la vanne d'isolement 15, le tuyau 16 et l'entrée de l'échangeur 58, sort par la sortie d'échangeur 59 puis passe par le tuyau 18 vers le tuyau 19 par le manomètre 34 (circuit B) vers le tuyau 60 par l'anti retour 20 et le vase d'expansion 71, vers le tuyau 22 en passant par le circulateur 21 vers le tuyau 61 en passant par le pressostat 23 et le clapet anti retour 31 : une montée de pression se produit alors jusqu'au niveau demandé du fait que l'électrovanne 3 est fermée. Une fois ce niveau de pression atteint, le pressostat envoie un signal d'arrêt de la pompe 5 à la centrale de gestion électronique 24 par le câble 29. La centrale de gestion transmet l'ordre d'arrêt à la pompe 5 par le câble 25. La centrale de gestion 24 déclenche le fonctionnement du circulateur 21 du circuit B lorsque certaines conditions de température sont réunies.

La première condition est que le liquide caloporteur se trouvant à la sortie des capteurs solaires ait atteint une température prédéterminée qui peut être par exemple de 37°C. Pour cela, une sonde 63 dans la partie haute du capteur solaire 10 fournit un signal sur la ligne 26 à la centrale de gestion 24.

10 Lorsque les deux conditions sont réunies, à savoir que la température du liquide caloporteur à la sortie des capteurs solaires dépasse une température prédéterminée. et dépasse la température de l'eau du ballon par un écart prédéterminé, la centrale de gestion 24 transmet un signal de mise en marche au circulateur 21 par la ligne 28, le liquide caloporteur circule dans le tuyau 22 vers 15 le tuyau 61 en traversant le pressostat 23, et l'anti retour 31, vers le tuyau 8 en passant par la vanne d'isolement 7, entre dans l'entrée 9 du capteur 10 où il est chauffé par les rayonnements solaires, sort par la sortie 11 du capteur 10, rejoint le tuyau 12 pour atteindre la vanne d'isolement 15 avant d'entrer dans l'échangeur 17 par le tuyau 16 et l'entrée d'échangeur 58, sort par la sortie 20 d'échangeur 59, passe par le tuyau 18 puis par le manomètre 34, le tuyau 19 vers le tuyau 60 en passant par l'anti retour 20 et le vase d'expansion 71 avant d'atteindre le circulateur 21 (circuit B).

Une des caractéristiques de l'invention est que, lorsque la pression dépasse la 25 limite autorisée (par exemple 3 bars), la soupape de sécurité 44 s'ouvre et envoie le surplus de liquide caloporteur vers le réservoir de liquide 4 en passant par les tuyaux 68 et 45. Une fois la pression redescendue, le pressostat 23 détecte le manque de pression, envoie un signal à la centrale de gestion électronique 24 par le câble 29 ; la centrale de gestion 24 envoie un signal de 30 mise en marche à la pompe 5 par le câble 25. La pompe 5 puise dans le réservoir 4 par le tuyau 70, et réinjecte dans le circuit du liquide caloporteur vers5 le tuyau 62, vers le tuyau 67 en passant par l'anti retour 6, vers le tuyau 61, le tuyau 8 en passant par la vanne d'isolement 7, atteint l'entrée 9 du capteur 10, sort par la sortie 11 du capteur 10 vers le tuyau 12, entre dans l'échangeur 17 par la vanne d'isolement 15 et le tuyau 16 et l'entrée de l'échangeur 58, sort par la sortie d'échangeur 59 puis passe par le tuyau 18, vers le tuyau 32 en passant par l'électrovanne 3, pour atteindre le réservoir 4 (circuit A).

Cette circulation dure le temps nécessaire à une chasse complète de l'air présent dans le circuit. La centrale de gestion 24 envoie un signal à l'électrovanne 3, par le câble 3, de rester ouverte le temps nécessaire à la vidange de l'air dans le circuit. L'air est ainsi envoyé dans le réservoir 4 pour sortir par le purgeur d'air 14. La centrale de gestion 24 donne un signal à l'électrovanne 3, par le câble 30, de se fermer après un laps de temps prédéterminé. La pompe 5 puise dans le réservoir 4 par le tuyau 70 pour augmenter la pression dans le circuit. Le liquide caloporteur est injecté avec pression par la pompe 5 vers le tuyau 62, vers le tuyau 67 en passant par l'anti retour 6, vers le tuyau 61, vers le tuyau 8 en passant la vanne d'isolement 7 par vers l'entrée 9 du capteur 10.

Le liquide caloporteur emprunte alors la sortie 11 du capteur 10, sort par le tuyau 12, entre dans l'échangeur 17 par la vanne d'isolement 15 et le tuyau 16 et l'entrée de l'échangeur 58, sort par la sortie d'échangeur 59 puis passe par le tuyau 18 vers le tuyau 19 par le manomètre 34 (circuit B) vers le tuyau 60 par l'anti retour 20 et le vase d'expansion 71 vers le tuyau 22 en passant par le circulateur 21, pour atteindre le pressostat 23. Le circuit monte en pression jusqu'à atteindre la pression demandée. Une fois cette pression atteinte, le pressostat 23 envoie un signal d'arrêt de la pompe 5 à la centrale de gestion 24 par le câble 29. La centrale de gestion 24 transmet ce signal d'arrêt à la pompe 5 par le câble 25.

Lorsque les deux conditions mentionnées auparavant sont réunies, c'est à dire que la température du liquide caloporteur à la sortie des capteurs solaires dépasse une température prédéterminée et dépasse la température de l'eau du ballon par un écart prédéterminé, la centrale de gestion 24 transmet un signal de mise en marche au circulateur 21 du circuit B par la ligne 28, le liquide caloporteur circule dans le tuyau 22 vers le tuyau 61 en traversant le pressostat 23, et l'anti retour 31, vers le tuyau 8 en passant la vanne d'isolement 7, vers l'entrée 9 du capteur 10 où il est chauffé par les rayonnements solaires, sort par la sortie 11 du capteur 10, rejoint le tuyau 12 pour atteindre la vanne d'isolement 15 avant d'entrer dans l'échangeur 17 par le tuyau 16 et l'entrée d'échangeur 58, sort par la sortie d'échangeur 59, passe par le tuyau 18 puis par le manomètre 34 (circuit B), le tuyau 19 vers le tuyau 60 en passant par l'anti retour 20 et le vase d'expansion 71 avant d'atteindre le circulateur 21 ; l'eau du ballon est ainsi chauffée.

Claims

Revendications

1. Dispositif de chauffage de l'eau comprenant un récipient permettant de contenir une quantité d'eau et un échangeur permettant chauffer de l'eau en utilisant un liquide caloporteur, dans lequel le dispositif est pourvu d'une première ouverture pour recevoir du liquide caloporteur, cette première ouverture étant connectée avec l'entrée de l'échangeur, et d'une deuxième ouverture permettant de laisser partir le liquide caloporteur du dispositif, cette deuxième ouverture étant connectée avec la sortie de l'échangeur, dans lequel le dispositif comprend un réservoir pour contenir du liquide caloporteur, ce réservoir étant connecté avec la sortie de l'échangeur, et une pompe permettant d'avancer le liquide caloporteur de ce réservoir vers la deuxième ouverture du dispositif, caractérisé en ce que la sortie de l'échangeur est connectée au réservoir par un premier conduit pourvu d'une électrovanne et, avec la deuxième ouverture du dispositif, un deuxième conduit pourvu d'un circulateur.

2. Dispositif de chauffage selon la revendication 1, dans lequel le deuxième conduit est pourvu d'un détecteur de pression.

3. Dispositif de chauffage selon la revendication 2, dans lequel ce détecteur de pression est un pressostat.

4. Dispositif de chauffage selon les revendications 2 ou 3, dans lequel le détecteur de pression et la pompe sont connectés à une centrale de gestion, dans lequel l'actionnement de la pompe dépend des données capturées en utilisant le détecteur de pression. 30

5. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le réservoir permettant de contenir le liquide caloporteur est pourvu d'un purgeur,

6. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le deuxième conduit est pourvu d'une soupape de sécurité,

7. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le récipient permettant de contenir une quantité d'eau se présente sous la forme d'un ballon d'eau,

8. Dispositif de chauffage selon la revendication 7, dans lequel les piquetages de ce ballon se trouvent, en position d'utilisation, dans sa partie basse,

9. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le récipient permettant de contenir une quantité d'eau est pourvu d'un deuxième échangeur,

10. Dispositif de chauffage selon la revendication 9, dans lequel l'échangeur est un échangeur hydraulique.