FR2939875A1 - Solar water heater installation, has pump causing circulation of heat transfer fluid between heliothermal sensor and hot water reserve balloon, and anti-return valve connected on return pipe near top point of installation - Google Patents

Solar water heater installation, has pump causing circulation of heat transfer fluid between heliothermal sensor and hot water reserve balloon, and anti-return valve connected on return pipe near top point of installation Download PDF

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Abstract

The installation (100) has a pump (8) causing circulation of a heat transfer fluid (2) e.g. glycol water, between a heat exchanging unit i.e. heliothermal sensor (3), and a sanitary hot water reserve balloon (1). The fluid circulates from an outlet (10) of the balloon towards an inlet (30) of the sensor via a lower outlet pipe (50), from an outlet (32) of the sensor towards an inlet (62) of a draining reservoir (6), and from an outlet (60) of the reservoir towards an inlet (12) of the balloon. An anti-return valve (4) is connected on a return pipe (52) near a top point of the installation. An independent claim is also included for a method for improving a water-heater installation.

Description

L'invention concerne de manière générale les chauffe-eau individuels munis d'une source thermique sous forme d'un moyen d'échange 5 thermique externe au ballon de réserve ou de stockage. Plus particulièrement l'invention concerne les chauffe-eau solaires individuels munis d'un capteur héliothermique solaire et d'un système auto-vidangeable. The invention generally relates to individual water heaters provided with a thermal source in the form of a thermal exchange means external to the storage or storage tank. More particularly, the invention relates to individual solar water heaters equipped with a solar thermal collector and a self-draining system.

10 De nombreuses recherches ont été menées dans le domaine des énergies renouvelables, notamment l'énergie solaire, encouragées pour des raisons écologiques. Ces recherches ont été notamment menées dans l'ensemble des dispositifs du parc résidentiel individuel et plus particulièrement dans le domaine des chauffe-eau individuels. 15 Ainsi, un chauffe-eau solaire individuel (CESI) comprend généralement un réservoir thermiquement isolé (appelé ballon ou cumulus ) connecté en série, à l'aide d'un réseau de canalisations avec une source thermique sous forme d'un moyen d'échange thermique externe. Ce 20 moyen d'échange thermique est dans le cadre de l'énergie solaire, un capteur héliothermique destiné à capter l'énergie solaire et transmettre une énergie thermique à un fluide caloporteur le traversant. Le fluide caloporteur permet de récupérer cette énergie thermique et de la transporter jusqu'au ballon. Le fluide caloporteur peut être soit directement 25 l'eau sanitaire du chauffe-eau, soit un fluide caloporteur utilisé pour chauffer l'eau sanitaire au niveau du réservoir à travers un échangeur tel qu'un serpentin, séparant ainsi le circuit sanitaire du circuit d'échange thermique. Le moyen d'échange thermique est situé à une hauteur plus grande que ledit réservoir, par exemple sous forme d'un capteur 30 héliothermique situé sur un toit. Avantageusement, un chauffe-eau solaire individuel est accompagné d'un système auto-vidangeable (en terme anglo-saxon drain-back ) permettant de vidanger le capteur héliothermique et les canalisations par gravité. Un tel système autovidangeable permet notamment de vidanger le capteur et le système de canalisations et ainsi apporter une protection contre la surchauffe en cas de stagnation du fluide caloporteur en été et contre le gel en hiver. Cela permet d'éviter les dégradations dues au gel et les éventuelles pertes de fluide caloporteur dues à la vaporisation. Un système auto-vidangeable permet également d'utiliser l'eau dite normale comme fluide caloporteur au lieu d'une eau glycolée pour améliorer la performance thermique de l'installation. En effet, l'eau glycolée, bien que thermiquement moins performante que l'eau normale et présentant un risque de pollution du réseau sanitaire, présente l'avantage d'avoir une température de gel plus basse que celle de l'eau normale. Un système auto-vidangeable permet en supprimant les problèmes liés au gel de remplacer l'eau glycolée par une eau normale et ainsi d'éviter les risques de pollution en cas de fuite et de résoudre les problèmes de gestion de produit polluant stocké dans une habitation. De plus, en utilisant de l'eau normale, on augmente le rendement thermique de l'installation. Enfin un système auto-vidangeable permet une simplification du circuit de canalisation au sein d'un chauffe-eau solaire individuel : en effet, le circuit de canalisation ne requiert plus de vase d'expansion, de purgeur ou de système de remplissage. Ces composants sont généralement nécessaires dans le cas où les capteurs héliothermiques et le circuit de canalisation ne sont pas vidangeables, mais sous pression, afin d'éviter les éventuelles détériorations causées par une dilatation du fluide. Much research has been done in the field of renewable energies, including solar energy, which is promoted for ecological reasons. This research was carried out in particular in all the devices of the individual residential park and more particularly in the field of individual water heaters. Thus, an individual solar water heater (CESI) generally comprises a thermally insulated tank (called balloon or cumulus) connected in series, using a network of pipes with a thermal source in the form of a heat sink means. external heat exchange. This heat exchange means is in the context of solar energy, a solar thermal sensor for capturing solar energy and transmitting thermal energy to a heat transfer fluid therethrough. The heat transfer fluid makes it possible to recover this thermal energy and transport it to the balloon. The coolant can be either directly the sanitary water of the water heater or a heat transfer fluid used to heat the sanitary water at the reservoir through an exchanger such as a coil, thus separating the sanitary circuit of the heating circuit. heat exchange. The heat exchange means is located at a height greater than said tank, for example in the form of a heliothermic sensor located on a roof. Advantageously, an individual solar water heater is accompanied by a self-draining system (Anglo-Saxon drain-back) for draining the solar thermal collector and the gravity pipes. Such a self-draining system makes it possible to drain the sensor and the piping system and thus provide protection against overheating in the event of stagnation of the heat transfer fluid in summer and against freezing in winter. This makes it possible to avoid damage due to frost and any loss of heat transfer fluid due to vaporization. A self-draining system also allows the use of so-called normal water as heat transfer fluid instead of brine to improve the thermal performance of the installation. In fact, the brine water, although thermally less efficient than normal water and presenting a risk of pollution of the sanitary network, has the advantage of having a lower freezing temperature than that of normal water. A self-draining system makes it possible to eliminate the problems related to frost, replace the brine with normal water and thus avoid the risk of pollution in case of leakage and solve the problems of management of pollutant product stored in a home . Moreover, by using normal water, the thermal efficiency of the installation is increased. Finally, a self-draining system allows a simplification of the pipe circuit within an individual solar water heater: in fact, the pipe circuit no longer requires an expansion tank, trap or filling system. These components are generally necessary in the case where the solar thermal collectors and the pipe circuit are not drainable, but under pressure, in order to avoid any damage caused by a dilation of the fluid.

Sur le système de canalisations est installé un dispositif de pompage, destiné à provoquer la circulation du fluide au sein du système de canalisations.30 Différentes variantes ont été déjà proposées pour assurer la vidange précitée. On the piping system is installed a pumping device, intended to cause the circulation of fluid within the piping system. Various variants have already been proposed to ensure the aforementioned emptying.

On a illustré sur la figure 1 tirée du document US 4,326,499 une installation de chauffe-eau comprenant un ballon 13 dans lequel l'énergie thermique est échangée entre une eau sanitaire 17 et un fluide caloporteur 16 à travers un serpentin, ce dernier étant mis en circulation par une pompe 23 et traversant ainsi un capteur héliothermique 24 chauffant le fluide caloporteur 16. L'installation comprend en outre un tuyau 18b en parallèle d'un tuyau 18a de retour du fluide dans le ballon à partie de la sortie haute du capteur 24 et rejoignant ce dernier dans un collecteur 34a avant d'atteindre le ballon 13. FIG. 1 from US 4,326,499 illustrates a water heater installation comprising a balloon 13 in which the thermal energy is exchanged between a domestic water 17 and a heat transfer fluid 16 through a coil, the latter being put into operation. circulation by a pump 23 and thus passing through a solar thermal sensor 24 heating the heat transfer fluid 16. The installation further comprises a pipe 18b in parallel with a pipe 18a for returning the fluid into the balloon from the top outlet of the sensor 24 and joining the latter in a manifold 34a before reaching the balloon 13.

De la même manière, sur la figure 2, tirée du document WO 82/03677, est illustrée une installation de chauffe-eau comprenant un ballon de réserve d'eau chaude 12, dans lequel l'énergie thermique est échangée entre une eau sanitaire 17 et un fluide caloporteur 16 stocké dans un stockage annulaire 37 et chauffé par un capteur héliothermique 10. Cette installation comprend un tuyau de retour 20 du fluide caloporteur, le tuyau de retour se séparant en deux au niveau du stockage annulaire 37. Similarly, in Figure 2, from WO 82/03677, is illustrated a water heater installation comprising a hot water storage tank 12, wherein the heat energy is exchanged between a sanitary water 17 and a heat transfer fluid 16 stored in an annular storage 37 and heated by a solar thermal sensor 10. This installation comprises a heat transfer fluid return pipe 20, the return pipe splitting in two at the annular storage 37.

Enfin, sur la figure 3 est illustrée une installation de chauffe-eau comprenant un ballon de réserve d'eau chaude 1, dans lequel l'énergie thermique est échangée entre une eau sanitaire 16 et un fluide caloporteur 2 à travers un échangeur thermique sous forme d'un serpentin 14, le fluide étant chauffé par un capteur héliothermique 3. Cette installation comprend un réservoir de vidange 6 permettant d'accompagner l'expansion du fluide 2 et une pompe 8 destinée à forcer la circulation du fluide dans le circuit de canalisation 5 suivant le sens SI et S2. Finally, in FIG. 3 is illustrated a water heater installation comprising a hot water storage tank 1, in which the heat energy is exchanged between a domestic water 16 and a heat transfer fluid 2 through a heat exchanger in the form of a a coil 14, the fluid being heated by a solar thermal sensor 3. This installation comprises a drain tank 6 to accompany the expansion of the fluid 2 and a pump 8 for forcing the circulation of the fluid in the pipe circuit 5 in the direction SI and S2.

Cependant, de nombreuses critiques ont été émises à l'encontre de tels systèmes auto-vidangeables qui ne donnent pas entière satisfaction. Notamment, les critiques émises concernent : - une pente minimum (généralement 4%) qui doit être respectée sur l'ensemble du système de canalisations afin de garantir une vidange totale de la partie extérieure (soumise au risque de gel et de surchauffe) de l'installation lors de l'arrêt de la pompe. - La pompe de circulation doit avoir une puissance élevée pour pouvoir remonter le fluide caloporteur jusqu'au point haut de l'installation où est agencé le capteur héliothermique. - Des plaintes ont été émises à propos de bruits de fonctionnement lors de la vidange. However, many criticisms have been made against such self-draining systems that are not entirely satisfactory. In particular, the criticisms made concern: - a minimum slope (generally 4%) that must be respected throughout the piping system in order to guarantee a total emptying of the external part (subject to the risk of frost and overheating) of the installation when stopping the pump. - The circulation pump must have a high power to be able to raise the coolant up to the high point of the installation where the solar thermal sensor is arranged. - Complaints were raised about operating noise during the draining.

Un but de l'invention est donc de proposer une installation chauffe-eau avec un système autovidangeable amélioré. An object of the invention is therefore to provide a water heater installation with an improved self-balancing system.

A cet effet, l'invention propose une installation de chauffe-eau comprenant un ballon de réserve d'eau chaude, une source thermique comprenant un moyen d'échange thermique et un moyen de pompage destiné à provoquer la circulation d'un fluide caloporteur entre le moyen d'échange thermique et le ballon de réserve d'eau chaude, le fluide caloporteur circulant d'une sortie du ballon vers une entrée du moyen d'échange thermique à travers une canalisation de départ et d'une sortie du moyen d'échange thermique vers une entrée d'un réservoir de vidange situé à une hauteur moindre que le moyen d'échange thermique à travers une canalisation de retour, et d'une sortie du réservoir de vidange vers une entrée du ballon, un clapet anti-retour étant raccordé sur la canalisation de retour au voisinage d'un point haut de l'installation. For this purpose, the invention proposes a water heater installation comprising a hot water storage tank, a heat source comprising a heat exchange means and a pumping means intended to cause the circulation of a coolant between the heat exchange means and the hot water storage tank, the heat transfer fluid flowing from an outlet of the tank to an inlet of the heat exchange means through a starting pipe and an outlet of the means of heat exchange to an inlet of a drain tank located at a lower height than the heat exchange means through a return pipe, and an outlet of the drain tank to an inlet of the balloon, a non-return valve being connected to the return pipe near a high point of the installation.

Selon une première réalisation de l'invention, l'entrée du clapet anti-retour est à l'air libre. Selon une autre réalisation de l'invention l'entrée du clapet anti-retour est connectée à une autre canalisation parallèle à la canalisation de retour. According to a first embodiment of the invention, the inlet of the non-return valve is in the open air. According to another embodiment of the invention the inlet of the non-return valve is connected to another pipe parallel to the return pipe.

Selon une réalisation possible de la présente invention le réservoir de vidange et le ballon sont confondus. According to a possible embodiment of the present invention the emptying tank and the balloon are merged.

Ainsi, l'ajout d'un simple clapet anti-retour au voisinage d'un point haut de la canalisation, préférentiellement à la sortie du capteur héliothermique, permet de résoudre de manière simple et économique les problèmes évoqués. En effet, en cas d'arrêt de la pompe, l'abaissement de pression au niveau du point haut de la canalisation permet d'ouvrir le clapet antiretour et de créer ainsi un effet siphon permettant de vidanger l'ensemble de la canalisation directement dans la retenue de fluide du réservoir de vidange. Thus, the addition of a simple non-return valve near a high point of the pipe, preferably at the exit of the solar thermal sensor, solves the problems simply and economically evoked. Indeed, in case of stopping the pump, the lowering of pressure at the high point of the pipe opens the check valve and thus create a siphon effect to drain the entire pipe directly into the pipe. fluid retention of the drain tank.

Avantageusement mais facultativement, l'invention comprend au moins l'une des caractéristiques suivantes : • le clapet anti-retour est situé au niveau du moyen d'échange thermique, • le clapet anti-retour est situé au voisinage du point le plus haut de la canalisation de retour, • le clapet anti-retour est commandé par une unité de commande, • le clapet anti-retour est en outre connecté au réservoir de vidange à l'aide d'une autre canalisation, • l'ensemble des canalisations est compris dans un même tuyau, • la canalisation connectant le réservoir de vidange au moyen d'échange thermique comprend une extension au sein du dispositif réservoir s'étendant en dessous d'un niveau bas du réservoir de vidange, • le réservoir de vidange et le ballon de réserve d'eau chaude sont confondus. Advantageously but optionally, the invention comprises at least one of the following characteristics: the non-return valve is located at the level of the heat exchange means, the check valve is located near the highest point of the the return pipe, • the non-return valve is controlled by a control unit, • the non-return valve is further connected to the drain tank by means of another pipe, • all the pipes are included in the same pipe, • the pipe connecting the drain tank to the heat exchange means includes an extension within the reservoir device extending below a low level of the drain tank, • the drain tank and the hot water storage tank are merged.

L'invention concerne également un procédé d'amélioration d'une installation de chauffe-eau, notamment dans le cadre d'une rénovation, l'installation comprenant un ballon de réserve d'eau chaude, un moyen d'échange thermique et un moyen de pompage destiné à provoquer la circulation d'un fluide caloporteur entre le moyen d'échange thermique et le ballon de réserve d'eau chaude, le fluide caloporteur circulant d'une sortie du ballon vers une entrée du moyen d'échange thermique à travers une canalisation de départ et d'une sortie du moyen d'échange thermique vers une entrée d'un réservoir de vidange situé à une hauteur moindre que le moyen d'échange thermique à travers une canalisation de retour, et d'une sortie du réservoir de vidange vers une entrée du ballon, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins l'étape suivante : o agencer un clapet anti-retour au voisinage d'un point haut de l'installation. The invention also relates to a method for improving a water heater installation, especially in the context of a renovation, the installation comprising a hot water storage tank, a heat exchange means and a means for pump for causing the circulation of a heat transfer fluid between the heat exchange means and the hot water storage tank, the heat transfer fluid flowing from an outlet of the tank to an inlet of the heat exchange means through a starting pipe and an outlet of the heat exchange means to an inlet of a drain tank located at a lower height than the heat exchange means through a return pipe, and an outlet of the tank draining to an inlet of the balloon, the method being characterized in that it comprises at least the following step: o arrange a non-return valve near a high point of the installation.

Avantageusement mais facultativement, le procédé comprend au moins l'une des étapes suivantes : o connecter le clapet anti-retour au réservoir de vidange à l'aide d'une canalisation, o agencer une canalisation dans le réservoir de vidange en prolongement de la canalisation de retour en dessous d'un niveau bas du réservoir de vidange. Advantageously, but optionally, the method comprises at least one of the following steps: connecting the non-return valve to the emptying tank using a pipe, arranging a pipe in the drain tank as an extension of the pipe back below a low level of the drain tank.

D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, au regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels: - la figure 1 est tirée du document US 4,326,499 et illustre une installation de chauffe-eau selon l'état de l'art, - la figure 2 est tirée du document WO 82/03677 et illustre une installation de chauffe-eau selon l'état de l'art, - la figure 3 est une représentation simplifiée d'une installation de chauffe-eau selon l'état de l'art, - la figure 4 est une représentation simplifiée d'une installation de chauffe-eau selon une réalisation possible de l'invention, - la figure 5 est une représentation simplifiée d'une installation de chauffe-eau selon une réalisation possible de l'invention, - la figure 6 est une représentation simplifiée d'une installation de chauffe-eau selon une réalisation possible de l'invention, - la figure 7 est une représentation simplifiée d'une coupe transversale d'un tuyau multiaxial pour une installation de chauffe-eau selon une réalisation possible de l'invention, - la figure 8 est un diagramme simplifié d'un procédé d'amélioration d'une installation de chauffe-eau selon une réalisation possible de l'invention. Other characteristics, objects and advantages of the present invention will appear on reading the detailed description which follows, with reference to the appended drawings, given as non-limiting examples and in which: FIG. 1 is taken from the document US 4,326,499 and illustrates a water heater installation according to the state of the art, - Figure 2 is from WO 82/03677 and illustrates a water heater installation according to the state of the art, - the FIG. 3 is a simplified representation of a water heater installation according to the state of the art; FIG. 4 is a simplified representation of a water heater installation according to one possible embodiment of the invention; FIG. 5 is a simplified representation of a water heater installation according to one possible embodiment of the invention; FIG. 6 is a simplified representation of a water heater installation according to one possible embodiment of the invention; Figure 7 is a re simplified presentation of a cross-section of a multiaxial pipe for a water heater installation according to a possible embodiment of the invention; - FIG. 8 is a simplified diagram of a method for improving a heating installation. water according to a possible embodiment of the invention.

En référence à la figure 4, une installation de chauffe-eau 100 selon une 20 réalisation possible de l'invention comprend un ballon de réserve 1 d'eau chaude sanitaire 16, un capteur héliothermique 3 destiné à chauffer un fluide caloporteur 2 circulant au travers, et un moyen de pompage 8 destiné à provoquer la circulation du fluide caloporteur 2 à travers un circuit de canalisation 5, le fluide circulant entre le capteur héliothermique 25 3 et le ballon de réserve d'eau chaude 1. Plus précisément, le fluide caloporteur 2 circule d'une sortie 10 du ballon connectée à un échangeur thermique 14 (par exemple un serpentin) vers une entrée 30 du capteur héliothermique 3 à travers une canalisation de départ 50 dans un sens SI et d'une sortie 32 du capteur héliothermique 3 vers une entrée 62 d'un 30 réservoir de vidange 6 situé à une hauteur moindre que le capteur héliothermique 3 à travers une canalisation de retour 52 dans un sens S2, 10 15 et d'une sortie 60 du réservoir de vidange 6 vers une entrée 12 connectée à l'échangeur 14 du ballon de réserve d'eau chaude 1 via une troisième canalisation 54 dans un sens S2'. Le réservoir de vidange 6 permet notamment d'accompagner la dilatation (due aux échanges thermiques) du fluide caloporteur 2 au sein de l'ensemble des canalisations de circulation du fluide. Le fluide caloporteur 2 circule au sein du ballon 1 à travers l'échangeur 14 tel qu'un serpentin au travers duquel un échange thermique est effectué entre l'eau sanitaire 16 et le fluide caloporteur 2. Le ballon de réserve 1 comprend en outre au moins une entrée 18 et une sortie 19 d'eau sanitaire. Sur la canalisation de retour 52 un clapet antiretour 4 est raccordé au voisinage du point de sortie 32 du capteur héliothermique 3. Le capteur héliothermique 3 est généralement constitué d'un coffrage isolant comprenant un système de canalisation interne (par exemple un réseau de tubes en cuivre) servant d'échangeur. Le tout est couvert d'un vitrage ou d'un polycarbonate transparent afin d'obtenir une élévation de la température du fluide caloporteur 2 à partir du rayonnement solaire. Ainsi, le fluide caloporteur est circulé par la pompe 8 au niveau de l'entrée 30 du capteur héliothermique 3 et est chauffé à l'intérieur de ce capteur par effet de serre puis ressort par la sortie 32 en direction de l'entrée 62 du réservoir de vidange. With reference to FIG. 4, a water heater installation 100 according to a possible embodiment of the invention comprises a domestic hot water storage tank 1, a heliothermal sensor 3 intended to heat a heat transfer fluid 2 flowing through , and a pumping means 8 intended to cause the circulation of the coolant 2 through a pipe circuit 5, the fluid flowing between the heliothermic sensor 25 3 and the hot water storage tank 1. More specifically, the heat transfer fluid 2 flows from an outlet 10 of the balloon connected to a heat exchanger 14 (for example a coil) to an inlet 30 of the solar thermal sensor 3 through a starting pipe 50 in a direction SI and an outlet 32 of the solar thermal sensor 3 to an inlet 62 of a drain tank 6 located at a lower height than the solar thermal sensor 3 through a return pipe 52 in a direction S2, 15 and an outlet 60 of drain tank 6 to an inlet 12 connected to the exchanger 14 of the hot water storage tank 1 via a third pipe 54 in a direction S2 '. The emptying tank 6 allows in particular to accompany the expansion (due to heat exchange) of the heat transfer fluid 2 within all the fluid circulation pipes. The coolant 2 circulates within the balloon 1 through the exchanger 14 such as a coil through which a heat exchange is carried out between the domestic water 16 and the heat transfer fluid 2. The reserve balloon 1 further comprises the minus an inlet 18 and an outlet 19 of sanitary water. On the return pipe 52, a check valve 4 is connected to the vicinity of the outlet point 32 of the solar thermal sensor 3. The solar thermal sensor 3 generally consists of an insulating form comprising an internal pipe system (for example a network of tubes copper) serving as exchanger. The whole is covered with a transparent glazing or polycarbonate in order to obtain an increase in the temperature of the coolant 2 from the solar radiation. Thus, the heat transfer fluid is circulated by the pump 8 at the inlet 30 of the solar thermal sensor 3 and is heated inside this sensor by the greenhouse effect and then exits through the outlet 32 in the direction of the inlet 62 of the drain tank.

Lorsqu'il n'est plus possible de récupérer l'énergie thermique solaire quand le rayonnement solaire a diminué ou qu'un apport thermique n'est plus nécessaire, la pompe 8 est arrêtée (par exemple, il est prévu une unité de commande 7 destinée à la gestion du chauffe-eau et à la commande de la pompe 8). Le capteur héliothermique 3 et une partie de la canalisation 5 se vident alors par gravité dans le réservoir de vidange 6. Les canalisations supérieure 52 et inférieure 50 se vident alors par gravité dans le réservoir de vidange 6 dans le sens S2 et S4 respectivement. En l'absence du clapet anti-retour 4, la vidange de la canalisation 52 provoque une mauvaise circulation du fluide et dans le cas où la canalisation supérieure 52 comprend un coude 520, le retour de fluide au sein de la canalisation en destination de la réserve de vidange 6 provoque une retenue de fluide au niveau du coude 520. Cette retenue de fluide comporte un double inconvénient. Premièrement, elle présente un risque dans le cas où ce coude se situe dans une partie située à l'extérieure en cas de gel dans une période hivernale par exemple ; deuxièmement, elle présente un risque en cas de stagnation et vaporisation du fluide en période estivale. De plus, même en l'absence de coude, des problèmes de nuisances sonores ont été soulevés lors de la vidange. En effet, la circulation alternée entre l'air et le fluide au sein de la canalisation 52 provoque une nuisance sonore amplifiée par le volume du réservoir de vidange. When it is no longer possible to recover the solar thermal energy when the solar radiation has decreased or a heat input is no longer necessary, the pump 8 is stopped (for example, a control unit 7 is provided). intended for the management of the water heater and the control of the pump 8). The solar thermal sensor 3 and a part of the pipe 5 are then emptied by gravity into the emptying tank 6. The upper 52 and lower 50 pipes are then emptied by gravity into the drain tank 6 in the direction S2 and S4 respectively. In the absence of the non-return valve 4, the emptying of the pipe 52 causes a poor circulation of the fluid and in the case where the upper pipe 52 comprises a bend 520, the return of fluid within the pipe to the Drainage reserve 6 causes fluid retention at the elbow 520. This fluid retention has a double disadvantage. First, it presents a risk in the case where this elbow is located in an outdoor part in case of frost in a winter period for example; secondly, it presents a risk in the event of stagnation and vaporization of the fluid during the summer period. In addition, even in the absence of elbow, problems of noise were raised during the emptying. Indeed, the alternating circulation between the air and the fluid within the pipe 52 causes a sound nuisance amplified by the volume of the drain tank.

Une autre source de nuisance sonore est liée à la circulation du fluide qui chute de l'entrée du réservoir de vidange jusque dans la retenue de fluide, source sonore amplifiée par le volume du réservoir de vidange. A cet effet, il est prévu que l'entrée d'eau chaude 62 du réservoir de vidange 6 soit rallongée par une canalisation de rallongement 526 prolongeant la canalisation 52 au sein du réservoir de vidange 6 jusqu'à un niveau inférieur à un niveau 66 représentant le niveau bas du réservoir de vidange 6. Ainsi, le fluide 2 s'écoule directement dans la retenue de fluide du réservoir de vidange 6. Another source of noise pollution is related to the flow of fluid that falls from the inlet of the drain tank into the fluid retainer, sound source amplified by the volume of the drain tank. For this purpose, it is expected that the hot water inlet 62 of the emptying tank 6 is extended by an extension pipe 526 extending the pipe 52 within the drain tank 6 to a level below a level 66 representing the low level of the drain tank 6. Thus, the fluid 2 flows directly into the fluid reservoir of the drain tank 6.

Le clapet anti-retour est composé d'une entrée 42 et d'une sortie 40 tel que le clapet empêche toute circulation de fluide de la sortie 40 vers l'entrée 42. Selon une réalisation possible de l'invention, l'entrée 42 est à l'air libre. The non-return valve is composed of an inlet 42 and an outlet 40 such that the valve prevents any flow of fluid from the outlet 40 to the inlet 42. According to a possible embodiment of the invention, the inlet 42 is in the open air.

L'ajout d'un simple clapet anti-retour 4 au voisinage d'un point haut de la canalisation, préférentiellement à la sortie 32 du capteur héliothermique 3, permet de manière simple et économique d'éliminer les problèmes évoqués. En effet, en cas d'arrêt de la pompe 8, l'abaissement de pression au niveau du point haut de la canalisation et notamment au niveau de la sortie 32 du capteur héliothermique 3 permet d'ouvrir le clapet anti-retour 4 et de créer ainsi un effet siphon permettant de vidanger l'ensemble de la canalisation 52 directement dans la retenue de fluide du réservoir de vidange 6. Cet effet siphon permet notamment d'éviter toute retenue de fluide dans le coude 520 de la canalisation de retour 52. Il est à noter que le réservoir de vidange doit être agencé de sorte à ce que le coude 520 soit situé à une hauteur supérieure à un niveau haut 68 du fluide 2 dans le réservoir de vidange 6 pour notamment garantir les effets de siphon. The addition of a single non-return valve 4 near a high point of the pipe, preferably at the outlet 32 of the solar thermal sensor 3, allows a simple and economical way to eliminate the problems mentioned. Indeed, in case of stopping of the pump 8, the lowering of pressure at the high point of the pipe and in particular at the outlet 32 of the solar thermal sensor 3 allows to open the check valve 4 and thus create a siphon effect to drain the entire line 52 directly into the fluid reservoir of the drain tank 6. This siphon effect allows in particular to avoid any fluid retention in the elbow 520 of the return line 52. It should be noted that the drain tank must be arranged so that the elbow 520 is located at a height greater than a high level 68 of the fluid 2 in the drain tank 6, in particular to guarantee the siphon effects.

De plus, la combinaison d'un clapet anti-retour situé à un point haut de l'installation et d'un rallongement 526 de la canalisation 52 permet d'éviter toute nuisance sonore liée à la vidange et toute retenue de fluide dans les coudes de la canalisation. In addition, the combination of a non-return valve located at a high point of the installation and an extension 526 of the pipe 52 makes it possible to avoid any noise nuisance related to the emptying and any retention of fluid in the elbows. of the pipeline.

Le clapet anti-retour 4 permet également d'éviter la projection de fluide caloporteur 2 en dehors de la canalisation et d'empêcher ainsi les problèmes de pollution dus à une telle fuite. Un clapet anti-retour étant un élément répandu sur le marché, son installation et sa maintenance présentent un avantage économique sans pour autant demander de modification importante ou complexe de l'installation. The check valve 4 also prevents the projection of heat transfer fluid 2 outside the pipe and thus prevent pollution problems due to such a leak. Since a check valve is a common element on the market, its installation and maintenance offer an economic advantage without requiring any significant or complex modification of the installation.

On a représenté sur la figure 5, une variante de la présente invention selon laquelle le clapet anti-retour 4 est installé à un point haut 524 de la canalisation 52, éloigné de la sortie 32 du capteur 3. En effet, dans le cas où le capteur héliothermique 3 est situé sensiblement plus bas que le point haut 524 de l'installation, alors l'ouverture du clapet anti-retour 4 situé au niveau de la sortie 32 du capteur héliothermique 3 n'est pas toujours suffisante pour garantir l'effet siphon au niveau du point haut 524. FIG. 5 shows a variant of the present invention according to which the non-return valve 4 is installed at a high point 524 of the pipe 52, remote from the outlet 32 of the sensor 3. In fact, in the case where the solar thermal sensor 3 is located substantially lower than the high point 524 of the installation, while the opening of the nonreturn valve 4 located at the outlet 32 of the solar thermal sensor 3 is not always sufficient to guarantee the siphon effect at the high point 524.

Il suffit alors de placer le clapet anti-retour 4 au point le plus haut 524 de l'installation. It then suffices to place the non-return valve 4 at the highest point 524 of the installation.

De plus, selon une réalisation possible de la présente invention, le clapet anti-retour 4 est connecté à son entrée 42 à une autre canalisation 56 connectant l'entrée 42 du clapet anti-retour 4 à un point haut 64 du réservoir de vidange 6. Ce point haut 64 du réservoir de vidange 6 est situé de façon à ce qu'il ne soit jamais en contact avec le fluide du réservoir même quand ce dernier est dit plein. Ainsi, lorsque la pompe s'arrête, le fluide présent dans la canalisation 52 descend par gravité le long de la canalisation 52 jusqu'au réservoir de vidange 6. La dépression créée au niveau de point haut 524 ouvre le clapet anti-retour 4 qui provoque une circulation de l'air du réservoir de vidange 6 vers le clapet anti-retour 4 via la canalisation 56 permettant ainsi la régulation de pression. Une telle canalisation 56 reliant le clapet anti-retour 4 au réservoir de vidange 6 permet d'éviter tout contact entre le fluide 2 à l'intérieur de la canalisation et l'air ambiant ce qui est un avantage dans le cas où le fluide utilisé est de l'eau glycolée, dû au risque de pollution que présente ce type de fluide. Il est à noter qu'au vue de l'exploitation prévue de la canalisation 56, cette dernière peut être réalisée sous la forme d'un simple tuyau flexible de diamètre inférieur aux diamètres des canalisations 50 et 52, ce qui représente un avantage économique et une simplification du montage du à la flexibilité d'un tel tuyau. Le fluide 2 circule du point haut 524 vers le réservoir de vidange 6 dans le sens S2. La circulation d'air du réservoir de vidange 6 vers le point haut 524 s'effectue via la canalisation 56 dans le sens S3. In addition, according to a possible embodiment of the present invention, the non-return valve 4 is connected to its inlet 42 to another pipe 56 connecting the inlet 42 of the non-return valve 4 to a high point 64 of the emptying tank 6 This high point 64 of the emptying tank 6 is situated in such a way that it never comes into contact with the fluid of the tank even when the latter is said to be full. Thus, when the pump stops, the fluid present in the pipe 52 descends by gravity along the pipe 52 to the drain tank 6. The depression created at the high point 524 opens the non-return valve 4 which causes a flow of air from the drain tank 6 to the non-return valve 4 via the pipe 56 thus allowing the pressure regulation. Such a pipe 56 connecting the non-return valve 4 to the emptying tank 6 makes it possible to avoid any contact between the fluid 2 inside the pipe and the ambient air, which is an advantage in the case where the fluid used is brine, due to the risk of pollution that this type of fluid. It should be noted that in view of the planned operation of the pipe 56, the latter can be made in the form of a simple flexible pipe of diameter less than the diameters of the pipes 50 and 52, which represents an economic and a simplification of the assembly of the flexibility of such a pipe. The fluid 2 flows from the high point 524 to the emptying tank 6 in the direction S2. The air flow from the emptying tank 6 to the high point 524 is effected via the pipe 56 in the direction S3.

En référence à la figure 6 et selon une autre réalisation possible de la présente invention, le réservoir de vidange et le ballon de réserve d'eau chaude sont confondus. Dans ce cas, le fluide caloporteur 2 chauffe l'eau sanitaire 16 via un échangeur thermique 15, par exemple un serpentin, directement au sein du ballon de réserve 1. Ainsi l'installation de chauffe-eau 100 comprend un ballon de réserve d'eau chaude 1 connecté en série à l'aide d'un système de canalisations avec le capteur héliothermique 3. Le ballon 1 comprend une sortie de fluide 10 située dans une zone basse dudit ballon 1 et une entrée de fluide chauffé 12 située dans une zone haute dudit ballon 1, toutes deux utilisées pour le circuit de chauffage du fluide 2. Le ballon comprend en outre une entrée 18 d'eau froide et une sortie 19 d'eau chaude utilisées pour le circuit d'eau sanitaire 16 d'un bâtiment ou d'une maison. La pompe 8 est située sur la canalisation d'entrée 50 reliant la sortie d'eau froide 10 du réservoir et une entrée d'eau froide 30 du capteur thermique 3. La pompe 8 est destinée à provoquer la circulation du fluide dans un sens Si. Une canalisation de sortie 52 relie une sortie 32 du capteur solaire à une entrée 12 du réservoir, le fluide 2 circulant entre les deux dans le sens S2. La circulation d'air s'effectue via la canalisation 56 dans le sens S3. With reference to FIG. 6 and according to another possible embodiment of the present invention, the emptying tank and the hot water storage tank are merged. In this case, the heat transfer fluid 2 heats the domestic water 16 via a heat exchanger 15, for example a coil, directly within the storage tank 1. Thus the water heater installation 100 comprises a storage tank of hot water 1 connected in series using a piping system with the solar thermal sensor 3. The balloon 1 comprises a fluid outlet 10 located in a low zone of said balloon 1 and a heated fluid inlet 12 located in a zone said balloon 1, both used for the fluid heating circuit 2. The balloon further comprises a cold water inlet 18 and a hot water outlet 19 used for the sanitary water circuit 16 of a building or a house. The pump 8 is located on the inlet pipe 50 connecting the cold water outlet 10 of the tank and a cold water inlet 30 of the heat sensor 3. The pump 8 is intended to cause the flow of the fluid in a direction Si An outlet pipe 52 connects an outlet 32 of the solar collector to an inlet 12 of the tank, the fluid 2 flowing between the two in the direction S2. The air flow is effected via the pipe 56 in the direction S3.

En référence à la figure 7 et selon une réalisation possible de la présente invention, l'ensemble des canalisations connectées entre le capteur héliothermique 3 et le ballon 1 ou le réservoir de vidange 6, (canalisation d'entrée 50 et de sortie 52, la canalisation de retour d'air 56 et un ou plusieurs câbles électriques 92 de commande et de gestion, par exemple utilisé par l'unité de commande 7) soient tous agencés au sein d'un même tuyau multiaxial 90 entouré d'une gaine 91 et, réalisé en matière isolante, ce tuyau est appelé en terme Anglo-Saxon twin tube . Un tel tuyau multiaxial, permet de simplifier et/ou de normaliser le raccordement de l'ensemble des canalisations et des tuyaux constituant le chauffe-eau selon l'invention. With reference to FIG. 7 and in a possible embodiment of the present invention, all the pipes connected between the solar thermal sensor 3 and the tank 1 or the drain tank 6, (inlet pipe 50 and outlet pipe 52, the air return line 56 and one or more electric control and management cables 92, for example used by the control unit 7) are all arranged in the same multiaxial pipe 90 surrounded by a sheath 91 and , made of insulating material, this pipe is called in Anglo-Saxon twin tube term. Such a multiaxial pipe makes it possible to simplify and / or standardize the connection of all the pipes and pipes constituting the water heater according to the invention.

Avantageusement, le clapet anti-retour 4 peut être remplacé par une électrovanne contrôlée par l'unité de commande 7. L'unité de commande est alors munie de capteurs connus de l'état de l'art par exemple permettant d'informer sur une température au sein du ballon de réserve 1 ou sur l'exposition solaire du capteur héliothermique 3. Advantageously, the non-return valve 4 can be replaced by a solenoid valve controlled by the control unit 7. The control unit is then provided with sensors known from the state of the art, for example to inform on a temperature in the storage tank 1 or solar exposure of the solar thermal collector 3.

Il est prévu que l'unité de commande 7 provoque l'ouverture de l'électrovanne ou du clapet anti-retour 4 pour provoquer la circulation de l'air du point haut 524 à travers la canalisation 56 dès que la pompe 8 est arrêtée dans le cas où la simple dépression au niveau du point haut 524 ne suffise pas à ouvrir le clapet anti-retour 4. It is expected that the control unit 7 causes the opening of the solenoid valve or the non-return valve 4 to cause the flow of air from the high point 524 through the pipe 56 as soon as the pump 8 is stopped in the case where the simple depression at the high point 524 is not sufficient to open the non-return valve 4.

En référence à la figure 8, il est prévu selon l'invention un procédé d'amélioration d'une installation de chauffe-eau par exemple dans le cadre d'une rénovation, le chauffe-eau comprenant au moins un ballon et/ou un réservoir de vidange connecté en série avec un moyen d'échange thermique via un réseau de canalisations ; le procédé comprenant les étapes suivantes : - fournir un chauffe-eau à améliorer (étape 600), - agencer un clapet anti-retour au voisinage d'un point haut de l'installation, préférentiellement au niveau d'une sortie du moyen d'échange thermique (étape 601), - connecter le clapet anti-retour au ballon ou au réservoir de vidange à l'aide d'une canalisation (étape 602), - agencer une canalisation 526 dans le réservoir de vidange 6 (ou ballon 1) en extension de l'entrée 62 (ou 12) de la canalisation 52 (étape 603).25 Referring to Figure 8, there is provided according to the invention a method of improving a water heater installation for example in the context of a renovation, the water heater comprising at least one balloon and / or a drain tank connected in series with a heat exchange means via a network of pipes; the method comprising the following steps: - providing a water heater to be improved (step 600), - arranging a non-return valve in the vicinity of a high point of the installation, preferably at an outlet of the means of heat exchange (step 601), - connect the non-return valve to the balloon or the drain tank using a pipe (step 602), - arrange a pipe 526 in the drain tank 6 (or balloon 1) in extension of the inlet 62 (or 12) of the pipe 52 (step 603).

Claims (11)

REVENDICATIONS1. Installation de chauffe-eau comprenant un ballon de réserve d'eau chaude (1), une source comprenant un moyen d'échange thermique (3) et un moyen de pompage (8) destiné à provoquer la circulation d'un fluide caloporteur (2) entre le moyen d'échange thermique (3) et le ballon de réserve d'eau chaude (1), le fluide caloporteur (2) circulant d'une sortie (10) du ballon vers une entrée (30) du moyen d'échange thermique (3) à travers une canalisation de départ (50) et d'une sortie du moyen d'échange thermique (32) vers une entrée (62) d'un réservoir de vidange (6) situé à une hauteur moindre que le moyen d'échange thermique (3) à travers une canalisation de retour (52), et d'une sortie (60) du réservoir de vidange (6) vers une entrée du ballon (12), l'installation étant caractérisée en ce que l'installation comprend un clapet anti-retour (4) raccordé sur la canalisation de retour (52) au voisinage d'un point haut de l'installation. REVENDICATIONS1. Water heater installation comprising a hot water storage tank (1), a source comprising a heat exchange means (3) and a pump means (8) for causing the circulation of a coolant (2). ) between the heat exchange means (3) and the hot water storage tank (1), the heat transfer fluid (2) flowing from an outlet (10) of the tank to an inlet (30) of the heating means heat exchange (3) through a starting pipe (50) and an outlet of the heat exchange means (32) to an inlet (62) of a drain tank (6) located at a lower height than the heat exchange means (3) through a return line (52), and an outlet (60) from the drain tank (6) to an inlet of the balloon (12), the installation being characterized in that the installation comprises a non-return valve (4) connected to the return pipe (52) in the vicinity of a high point of the installation. 2. Installation de chauffe-eau selon la revendication 1, dans laquelle le clapet anti-retour (4) est situé au niveau du moyen d'échange thermique (3). 2. Installation of water heater according to claim 1, wherein the non-return valve (4) is located at the heat exchange means (3). 3. Installation de chauffe-eau selon la revendication 1, dans laquelle le clapet anti-retour (4) est situé au voisinage du point le plus haut (524) de la canalisation de retour (52). 3. Installation of water heater according to claim 1, wherein the non-return valve (4) is located in the vicinity of the highest point (524) of the return line (52). 4. Installation de chauffe-eau selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle le clapet anti-retour (4) est en outre connecté au réservoir de vidange (6) à l'aide d'une autre canalisation (56).30 4. Installation of water heater according to one of claims 1 to 3, wherein the non-return valve (4) is further connected to the drain tank (6) by means of another pipe (56) .30 5. Installation de chauffe-eau selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle l'ensemble des canalisations (52, 54, 56) est compris dans un même tuyau (90). 5. Installation of water heater according to one of claims 1 to 4, wherein all the pipes (52, 54, 56) is included in the same pipe (90). 6. Installation de chauffe-eau selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle le clapet anti-retour (4) est commandé par une unité de commande (7). 6. Installation of water heater according to one of claims 1 to 5, wherein the non-return valve (4) is controlled by a control unit (7). 7. Installation de chauffe-eau selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle la canalisation de retour (52) connectant le réservoir de vidange (6) au moyen d'échange thermique (3) comprend une extension (526) au sein du dispositif réservoir s'étendant en dessous d'un niveau bas (66) du réservoir de vidange (6). Water heater installation according to one of claims 1 to 6, wherein the return pipe (52) connecting the drain tank (6) to the heat exchange means (3) comprises an extension (526) at within the reservoir device extending below a low level (66) of the drain tank (6). 8. Installation de chauffe-eau selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle le réservoir de vidange (6) et le ballon de réserve d'eau chaude (1) sont confondus. 8. Installation of water heater according to one of claims 1 to 7, wherein the drain tank (6) and the hot water storage tank (1) are merged. 9. Procédé d'amélioration d'une installation de chauffe-eau, notamment dans le cadre d'une rénovation, l'installation comprenant un ballon de réserve d'eau chaude (1), un moyen d'échange thermique (3) et un moyen de pompage (8) destiné à provoquer la circulation d'un fluide caloporteur (2) entre le moyen d'échange thermique (3) et le ballon de réserve d'eau chaude (1), le fluide caloporteur (2, 16) circulant d'une sortie (10) du ballon vers une entrée (30) du moyen d'échange thermique (3) à travers une canalisation de départ (50) et d'une sortie du moyen d'échange thermique (32) vers une entrée (62) d'un réservoir de vidange (6) situé à une hauteur moindre que le moyen d'échange thermique (3) à travers une canalisation de retour (54), et d'une sortie (60) du 5 10 15réservoir de vidange (6) vers une entrée du ballon (12), le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins l'étape suivante : - agencer un clapet anti-retour (4) au voisinage d'un point haut de l'installation. 9. A method of improving a water heater installation, particularly in the context of a renovation, the installation comprising a hot water storage tank (1), a heat exchange means (3) and a pumping means (8) for causing the circulation of a coolant (2) between the heat exchange means (3) and the hot water storage tank (1), the heat transfer fluid (2, 16 ) flowing from an outlet (10) of the flask to an inlet (30) of the heat exchange means (3) through a starting pipe (50) and an outlet of the heat exchange means (32) to an inlet (62) of a drain tank (6) located at a lower height than the heat exchange means (3) through a return line (54), and an outlet (60) of the 15drain tank (6) to an inlet of the balloon (12), the method being characterized in that it comprises at least the following step: - arranging a non-return valve (4) in the vicinity of a point top of the installation. 10. Procédé d'amélioration d'une installation de chauffe-eau selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes : - connecter le clapet anti-retour (4) au réservoir de vidange (6) à l'aide d'une canalisation (56). 10. A method of improving a water heater installation according to claim 9 characterized in that it further comprises the following steps: - connect the non-return valve (4) to the drain tank (6) to the using a pipe (56). 11. Procédé d'amélioration d'une installation de chauffe-eau selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape suivante : - agencer une canalisation (526) dans le réservoir de vidange (6) en prolongement de la canalisation (52) de retour en dessous d'un niveau bas (66) du réservoir de vidange (6). 11. A method of improving a water heater installation according to claim 9 or 10, characterized in that it further comprises the following step: - arranging a pipe (526) in the drain tank (6) in extension of the pipe (52) back below a low level (66) of the drain tank (6).
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