Brevet FR2336642A1 — publié le 19770722

L'invention concerne un procédé pour le chauffage et le refroidissement d'un bâtiment comportant de grandes surfaces d'insolation, tel qu'unie serre ou un bâtiment analogue, bâtiment susceptible outre chauffé par un convecteur et d'être refroidi par un ventila~ teuro Il est connu de chauffer de tels bâtiments au moyen dtinstal- lations de chauffage conventionnelles, par l'intermédiaire de tubes chauffants ou de convecteurs, ou de les refroidir par des ventilateurs. C'est tout à fait simple, mais, du point de vue du thermicien, anti-économique et donc, en fin de compte, coûteux. C'est un des buts de l'invention de créer un procédé de chauffage et de refroidissement, du type précité, dont le fonctionnement soit particulièrement économique et pour lequel les installations nécessaires soient disponibles. Ce but est atteint conformément à l'invention suivant un procédé caractérisé en ce que le convecteur peut, au choix, être chauffé par un accumulateur de chaleur, une pompe à chaleur ou bien, comme cela est connu en soi, par une installation de chauffage conventionnelle, ou encore par une action conjointe de plusieurs de ces appareils, le convecteur, lorsqu'on fonctionne en refroidissementt transportant de la chaleur du bâtiment vers l'accumulateur de chaleur ou bien par l'intermédiaire de la pompe à chaleur vers l'accumulateur de chaleur, ou encore directement par l'intermédiaire de la pompe à chaleur vers un échangeur de chaleur avec l'air. Il est particulièrement avantageux de prévoir le convecteur sous la forme d'un convecteur à ventilateur qui, lors du fonctionnement en refroidissement, transporte de la chaleur à partir du bâti- ment vers l'accumulateur de chaleur, vers l'accumulateur de chaleur par l'intermédiaire de la pompe à chaleur ou encore par l'intermédi- aire de la pompe à chaleur vers un échangeur de chaleur avec l'air extérieur. Un tel système a l'avantage que la serre exposée au soleil constitue un collecteur solaire, dont l'air, jouant le rdle de support de chaleur, peut, par l'intermédiaire du convecteur à ventilateur situé dans le bâtiment, céder de la chaleur à l'accumulateur de chaleur (directement ou par l'intermédiaire du fonctionnement de la pompe à chaleur). Cette chaleur peut, en cas de besoin, être ramenée soit directement, soit indirectement par l'intermédiaire de la pompe à chaleur, dans le bsstiment Un exemple de réalisation de l'invention est représenté sur les dessins. Ceux-ci montrent, au moyen des figures 1 i 6, une serre susceptible d'être chauffée et refroidie, les figures 1 à 3 se rapportant au chauffage les figures 4 à 6, au refroidissement. Dans une serre 10, sont disposés un chauffage par le sol aQ et un convecteur à ventilateur 12, ainsi qu'au voisimagN du toit et des parois latérales, une feuille transparente 13 en un matériau réfléchissant le rayonnement infra-rouge. Cette feuille peut être em- roulée. Pour le chauffage et le refroidissement de la serre, sont prévus un accumulateur de chaleur 14 à eau chaude, une pompe à chaleur eau-eau 15 et une installation de chauffage conventionnelle i 6, par exemple une chaudière chauffée au mazout. Une canalisation 17, partant de la sortie Â de la pompe de chaleur, aboutit à une canali- sation 18. Dans la canalisation 18 débouche, également, une canalisation 19 venant de la chaudière. En outre, une canalivation 20 en grv- venance de l'accumulateur de chaleur 14 débouche dans la canalisation 18. Une canalisation 21 va de la canalisation 18 au convecteur à ventilateur 12.En outre, une canalisation 22 va de la tanalisation 18 à l'installation de chauffage par le sol 11. Par lieurs, une canalisation 23 va de la sortie de la pompe à chaleur serfs l'accumu- lateur de chaleur, tandis qu'une canalisation 24 part de ce dernier vers l'entrée dé la pompe à chaleur. Une canalisation 25, à partir de l'emplacement où la canalisation 20 débouche dans la canalisation 18, va de cette dernière à l' entrée E de la pompe à chaleur. De plus, il est prévu un échangeur de chaleur avec l'air ezté- rieur 26 à partir duquel une canalisation 27 aboutit à l'entrée de la pompe à chaleur, et une canalisation 18 à la sortie de la pompe à chaleur. Grâce à l'aménagement d'appareils qui vient outre décrit, il existe trois possibilités de chauffer la serre. Dans chacun de ces cas, la feuille 13 est déployée. Cette feuille qui est, soit opaque, soit partiellement transparente à la lumière solaire, a la propriété de réfléchir vers l'intérieur le rayonnement pénétrant dans la serre. Elle améliore ainsi la protection thermique de la serre. Les canalisations décrites sont des canalisations d'eau. Il existe maintenant différentes possibilités de chauffer la serre. Sur toutes les figures 1 à 6, les directions des flux de chaleur sont indiquées par des lignes en traits forts. Dans le cas de chauffage I, la chaleur stockée dans l'accu~ mulateur de chaleur 14 (il s'agit d'eau chaude) est amenée directement su convecteur à ventilateur 12 et-su chauffage par le sol 11. Dans le cas de chauffage II, la chaleur encore disponible dans l'accumulateur de chaleur est amenée à la pompe à chaleur 15, y est davantage échauffée et parvient ensuite au convecteur à ventilateur et au chauffage par le sol. Dans le cas de chauffage III, la chaleur est amenée à la pompe à chaleur 15 par l'intermédiaire de 1' échangeur de chaleur avec l'air extérieur 26, elle est portée dans la pompe à chaleur à un niveau de température plus élevé et, ensuite, amenée à nouveau au convecteur à ventilateur et au chauffage par le sol. En cas de besoin, la chaleur peut encore être amenée de la chaudière 16. Dans ces trois cas, il est possible de débrancher le chauffage par le sol. La commutation entre les différents états de fonctionnement s'effectue par l'intermédiaire de soupapes magnétiques dans un circuit contenant une solution aqueuse incongelable. Dans l'échnn- geur de chaleur 26 avec l'air extérieur, le milieu de transport de la chaleur est également une solution aqueuse incongelable. L'accumulateur de chaleur 14 est équipé d'échangeurs de chaleur, de façon qu'il ne soit pas nécessaire de le remplir également avec un fluide incongelable et quJun fonctionnement sans pression de l'accumulateur soit possible. Dans le cas d'une insolation trop forte, il fait trop chaud dans la serre, elle doit Outre refroidie. Ici également, trois possi- bilités s'offrent Dans le cas de refroidissement I, la chaleur excédentaire est transportée par le convecteur à ventilateur vers 1' accumulateur de chaleur 14, ce qui a pour effet d'y produire de l'eau chaude. Dans le cas de refroidissement II, la chaleur est transportée par le convecteur à ventilateur de la serre vers l'entrée de la pompe à chaleur, qui échauffe l'accumulateur de chaleur. Ceci se produit lorsque la température dans l'accumulateur de chaleur est plus élevée que la température de l'air dans la serre. Dans le cas de refroidissement III, la chaleur est transportée par le convecteur à ventilateur vers l'entrée de la pompe à chaleur, et de la sortie de celle-ci vers l'échangeur de chaleur 26 avec air extérieurs Une régulation des différents types de chauffage et de refroidissement décide, sur la base de mesures des différents niveaux de températures (température de l'accumulateur, température de consigne et température réelle de l'air de la serre, température de l'air extérieur), quel est l'état de fonctionnement optimal. Dans ce cas, dominent les priorités telles qu'elles sont indiquées par la numérotation I à III pour le chauffage et le refroidissement. La chaleur évacuée dans le cas du refroidissement peut, si elle est transportée jusqu'à l'accumulateur de chaleur, être réutilisée pour le chauffage. Au lieu de 11 échangeur de chaleur 26 avec l'air extérieur d'autres dispositions peuvent, bien entendu, intervenir pour évacuer la chaleur, par exemple, l'utilisation du sol, ou bien de ruisseaux, de fontaines ou d'eau courante. Le dispositif d'évacuation, dans ce cas, sera avantageusement une boucle de tuyauterie ou un réseau de tubes. e Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICÂTIONS 1.- Procédé pour le chauffage et le refroidissement d'un bâtiment comportant de grandes surfaces d'insolation, tel qu'une serre ou un bâtiment analogue, bâtiment susceptible d'être chauffé par un convecteur et d'être refroidi par un ventilateur, procédé caractérisé en ce que le convecteur (12) peut, au choix, être chauffé par un accumulateur de chaleur (14) une pompe à chaleur (15) ou bien > comme cela est connu en soi, par une installation de chauffage conventionnelle, ou encore par une action conjointe de plusieurs de ces appareils, le convecteur (12), lorsqu'on fonctionne en refroidissement, transportant de la chaleur du bâtiment (10) vers l'accumulateur de chaleur ou bien par l'intermédiaire de la pompe à chaleur vers l'accumulateur de chaleur, ou encore directement par l'intermédiaire de la pompe à chaleur vers un échangeur de chaleur avec 1'air (26). * 2.- Procédé, selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsqu'on fonctionne en chauffage, une feuille transparente (13) peut être déployée à l'intérieur du ha^timent, cette feuille réfléchissant le rayonnement infra-rouge pénétrant dans le bâtiment. 3.- Procédé, selon la revendication 1 et/ou la revendication 2, caractérisé en ce que les différents états de fonctiormement et la mise en oeuvre des différents appareils, sont commandés par l'intermédiaire de soupapes électromagnétiques actionnées par un régulateur. 4.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon 1'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le convecteur est un convecteur à ventilateur (12). 5.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon 1'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'accumulateur de chaleur (14) est un accumulateur à eau chaude. 6.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'- une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la pompe à chae leur est une pompe à chaleur eau-eau. 7.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'accumulateur de chaleur, l'entrée et la sortie de la pompe à chaleur et l'installa- tion de chauffage conventionnelle, sont reliés au convecteur à ventilateur (12) par l'intermédiaire de canalisations aller et retour parcourues par de l'eau, canalisations qui peuvent être à volonté mises en service ou isolées par des soupapes. 8.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que, en plus du convecteur à ventilateurs, une installation de chauffage par le 801 (11) est prévue dans le bâtiment, cette installation pouvant être également chauffée par l'accumulateur de chaleur, la pompe à chaleur ou bien l'installation de chauffage conventionnelle. 9.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que le fluide transportant la chaleur dans l'échangeur de chaleur dans l'air (26) est une solution aqueuse incongelable. 100- Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon 1'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que la source de chaleur de la pompe à chaleur (ils) est l'accumulateur de chaleur (14) ou bien l'échangeur de chaleur dans l'air (26). 11.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon 1'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'au lieu de l > é- changeur de chaleur dans l'air extérieur (26) un dispositif pour capter la chaleur à partir d'une fontaine, d'un ruisseau ou d'eau courante, ou encore à partir du sol, est prévu.