Brevet FR2377582A1 — publié le 19780811

La- présente invention a pour objet un procédé de comptage en utilisant certaines caractéristiques de la régulation individuelle par vanne mélangeuse trois voies sur circuit à eau chaude alimenté par chaufferie collective, et l'installation résultante. L'invention se rapporte au secteur technique du chauffage et notamment du chauffage domestique. Selon le procédé, on individualise le chauffage collectif tout en abaissant la consommation d'énergie de l'ensemble. L'objet de l'invention remédie aux inconvénients notables du chauffage collectif traditionnel. En effet, celui-ci dispose d'une seule régulation pour l'ensemble de l'immeuble et possède un mauvais rendement global. La régulation centralisée en chaufferie ne peut contrôler efficacement les besoins calorifiques réellement nécessaires des appartements, besoins qui sont différents d'un usager à l'autre, soit par la température intérieure ambiante demandée, soit par le nombre d'heures de chauffa- ge réellement utilisées. Unè seule régulation centralisée ne peut corriger des surchauffes ou des insuffisances de puissances momentanées suivant les conditions atmosphériques du moment. D'autre part, la répartition de la consommation de chauffage se fait d'une façon générale au prorata des surfaces de chauffe. il en résulte une certaine- injustice danswla répartition des frais de chauffe parce que les heures de chauffage réellement utilisées et le niveau de température demandé par chaque usager ne sont pas pris en compte. L'invention élimine ces inconvénients et permet d'obtenir les avantageq-du chauffage collectif intégral et du chauffage individuel sans en avoir ni les servitudes, ni les inconvénients. L'installation est principalement remarquable en ce qu'elle comprend une chaufferie commune alimentant un circuit d'eau primaire, et un circuit secondaire pour chaque appaEtement ou local individuel à chauffer, raccordé au circuit primaire, des moyens assurant l'autonomie de fonctionnement et de contrôle du circuit secondaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, le circuit secondaire comprend un moyen déterminant la puissance calorifique nécessaire à l'instantTsur lequel un moyen de régulation agit en fonction de la température intérieure ambiante, désirée dans chaque local individuel; un moyen de comptage et d'enregistrement de la quantité d'eau à réchauffer, débitée sur le circuit collectif, le dit moyen étant placé de préférence sur la canalisation individuelle de retour. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la description qui suit. Pour bien fixer l'objet de l'invention sans toutefois le limiter dans les dessins annexés: La figure 1 est une vue schématique illustrant la disposition de l'installation dans les locaux communs d'un immeuble, les moyens principaux de l'installation étant représentés. La figure 2 est une vue schématique du circuit primaire de l'installation, sur lequel sont piqués les circuits secon dires. La figure 3 est une vue schématique du circuit secondaire de l'installation. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative illustrée aux figures des dessins. L'installation de chauffage central à eau chaude, selon l'invention comprend une chaufferie commune alimentant un circuit dit primaire cP. Ce circuit primaire cP est disposé comme illustré à la figure 1 des dessins dans les locaux communs de l'immeuble à chauffer ou dans les parties communes de tout ensemble à chauffer. On a notamment schématisé à la figure- 2 un immeuble comprenant au moins deux étages I et II, avec les appartements correspondants A,B et C,D.La partie commune étan Leperée par Pc. Les canalisations verticales, ainsi que les moyens disposés sur le circuit secondaire cS sont installés par exemple comme illustré figure 2 dans des gaines techniques aménagées dans les cages d'escaliers, au même titre que pour les éléments de distribution et de contrôle du gaz ou de l'électricité. : L'équipement de la chaufferie est classique comportant un générateur de chaleur d'eau chaude I en liaison avec un vase d'expansion 2 , et une ou des électro-pompes 3 pour faciliter la circulation de l'eau chaude dans le primaire essentiellement. De plus, le circuit primaire comporte un dispositif de contrôle permettant l'arrêt de tous les circulateurs individuels 12 ,en cas de panne du générateur collectif I ou des électro-pompes du circuit primaire, afin d'éviter tout enregistrement de consomma- tion au niveau de chaque local individuel. ge dispositif comprend un aquastat -de contrôle de température 4 placé sur le départ - a d'eau chaude de la chaudière. Cet aquastat est raccordé électri quement en série à un manostat 5 placé sur le départ du circuit primaire. L'ensemble ainsi obtenu est relié à un contacteur, non illustré, asservissant l'arrêt ou le fonctionnemaenttous les circulateurs individuels 12.Ces schémas'électriques assurant ces liaisons sont classiques et sont à la portée du technicien. Avantageusement, le circuit primaire comporte des filtres démontables, non représentés, pour retenir touties les impuretés contenues dans les différentes canalisations du circuit primaire. Le circuit primaire comprend également un régleur de distribution 6. Le circuit secondaire cS indépendant pour chaque apparte ment,ast branché par des raccords ou piquages d'entrée 8 et de sortie 9 aux canalisations verticales du circuit primaire, logé dans la gaine technique. Le circuit secondaire comprend un moyen déterminant le débit calorifique du fluide sur lequel un moyen de régulation agit en fonction de la température ambiante intérieure désiréecXdans chaque local individuel à chauffer. En outre, il comprend un moyen de comptage et d'enregistrement Il de la quantité d-'eau à réchauffer débitée sur le circuit collectif, ce dit moyen étant place de préféren-ce sur la canalisation individuelle de retour entre les éléments 9 et 14.Le moyen de régulation de débit-du fluide est une vanne trois voies motorisée 10, sur laquelle agit un thermostat en fonction de la température 'ambiante. Cexthermostat agit sur là vanne de manière proportionnelle ou en tout ou rien. La liaison de commande entre le thermostat et la vanne motorisée ne nécessite pas de disposition particulière et est de la compétence de l'homme de l'art dans sa partire. De-plus, pour chaque circuit secondaire, un circulateur 12 est positionné en aval de la vanne trois voies et ses caractéristiques correspondent au débit et à la résistance du circuit propre à chaque local individuel. D'autres moyens, connus en euxmêmes, tels que purgeur. automatique 13, filtre 14,'règleur de distribution 15 sont placés sur chaque circuit secondaire. D'autres éléments du type vanne de fermeture à passage direct 16 et 17 sont judicieusement placés sur la canalisation de départ après la vanne trois voies 10 et sur la canalisation de dérivation consécutive à l'une des ouvertures de la vanne. Il est bien évident que d'autres appareils pourront être incorporés à l'ensemble, cela faisant partie de l'équipement traditionnel des installations de chauffage central; on pourra notamment introduire des moyens assurant la correction des débits de fluide par rapport aux normes adoptées et au compteur 11. L'intérêt d'une telle installation est évident et on le comprendra mieux encore en décrivant le fonctionnement de l'installation. A partir d'une chaufferie collective, chaque usager agira selon ses besoinur le circuit secondaire par l'intermédiaire du thermostat placé dans le local. Ce thermostat commande l'ouverture de la vanne trois voies motoriste et assure partiellement ou en totalité l'utilisation de la canalisation c du circuit secondaire.Si l'écart de température entre la chaleur désirée pour le local et la température existante est important, en agissant sur le thermostat et donc sur la vanne, on fermera pratiquement en totalité la canalisation c , ,. le liquide retour- nant alors sur le circuit primaire et étant alors enregistré sur le compteur. çar contre, si l'écart est faible ou nul, la canalisation c sera utilisée et le liquide circulera en circuit fermé dans le circuit secondaire. Il n'y aura pas ou peu d'enregistrement d'eau à réchauffer. Autrement dit, le débit d'eau dans l'installation étant constant, la puissance nécessaire est obtenue par la variation de température de départ contrôlée par la vanne dont la position est définie par le thermostat d'ambiance réglé à sa convenance par l'usager.Si la demande de chaleur-est faible, la quantité d'eau by-passée par la vanne est importante; inversement la quantité d'eau enregistrée par. le compteur est faible, et réciproquement. Un autre intérêt de l'installation réside dans le fait que la température ambiante ne sera pas forcément la même pour chaqueglocal individu en fonction des besoins de l'utilisateur. Cette installation présente un avantage considérable en diminuant ainsi la consommation énergie. A titre d'exemple, à partir de la formule connue pour calculer le nombre de thermies nécessaires pour chauffer un local, on compare la consommation à partir d'un chauffage collectif traditionnel et la consommation avec une installation, objet de l'invention : Q x A xT xK Nombre de thermies = ht x R Q = nombre de calories nécessaires pour chauffer les logements A = nombre de degrés jours pour une saison de chauffage T = temps de chauffe journalier K 3 coefficient d'utilisation moyen #t = = Delta t = Ecart de température entre la température extérieu- re de base et la température ambiante R = rendement de l'installation 'D'autre part, le coefficient R rendement de l'installation est fonction du rendement de la combustion, du rendement de la chaufferie, du rendement de la distribution et du rendement d'utilisation. Soit, un immeuble de 30 logements, situé dans la ville du Puy èt une valeur de déperditions moyennes estimée à 8.000 calories par logement. Dans le cas d'un chauffage collectif traditionnel le nombre de thermies nécessaires pour une saison de chauffage quelque sotte le niveau des températures à obtenir et le mode d'occupation des locaux est de 240.000 x 2905 x 24 x 0,7 = 732.000 thermies 32 x 0,50 Selon le procédé " collectif- individuel", on considère à titre d'exemple indicatif que sur les 30 logements, 1/3 sont chauffés normalement sur 232 jours, 1/3 le sont à une tempéra ture ambiante inférieure de 1 degré par rapport aux précédents, et 1/3 sont chauffés par intermittence estimée à 60%. On obtient les résultats suivants a) 10 logements chauffés normalement 80.000 x 2905 x 24 x 0,7= 174.300 thermies 32 x 0,70 b) 10 logements à 12degré en moins 76.900 x 2905 x 24 x 0,7 = 168.844 thermies 32 x 0,7 c) 10 logements chauffés par intermittence 80.000 x 2905 x 24 x 0,7x0,6 3 104.580 thermies 32 x 0,7 Soit au total 447.724 Thermies I1 en résulte selon les indications données à titre d'exem ple l'intérêt ma ur d'une telle installation en permettant une économie d'énergie non négligeable. On pourra démontrer que même si l'utilisation est totale et normale avec la seconde solution, on a tout de même un gain important de thermies de 20 à 30 %. Le calcul d'une telle installation, le choix des appareils sera fait par l'installateur en fonction des connaissances déjà éta bolier notamment des déperditions calorifiques des batiments et des installations, des températures extérieures de base, des températures intérieures recommandées, des coefficients correc- teurs de différentes sortez. Ces calculs sont du domaine de l'homme de l'art. Enfin, le règlage central des installations sera exécuté de façon connue. Ler avantages ressortent bien de la description et en particulier, on souligne l'importance Ses onomies d'énergie qu'offre une telle installation, l'équité qu'elle procure, chaque utilisateur payant une consommation d'énergie réelle et non plus fonction des surfaces de chauffe. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiquées; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. Le compteur d'eau pourrait être supprimé et la régulation fonctionnant alors en tout ou rien serait composée - d'un thermostat tout ou rien agissant sur le circulateur - un compteur divisionnaire électrique enregistrant la consommation du circulateur en watts/heure ou un compteur d'heures enregistrant la consommation en temps de fonc tionnement REVENDICATIONS -1- Installation de chauffage central à eau chaude alimenté par une chaufferie collective et assurant le comptage par l'intermédiaire de la régulation individuelle, caractérisée en ce que l'installation comprend une chaufferie commune alimentant un circuit primaire, disposé dans les locaux communs de l'immeuble et un circuit secondaire disposé pour chaque local individuel à chauffer, et raccordé au circuit primaire; des moyens assurant l'autonomie de fonctionnement et le contrôle du circuit secondaire. -2- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit secondaire comprend : tn ntcyen déterminant la puissance calorifique nécessaire à l'instant T sur lequel un moyen de régulation agit en fonction de la température intérieure ambiante désirée dans chaque local individuel; un moyen de comptage et d'enregistrement de la quantité deau à réchauffer débitée sur le circuit collectif, le dit moyen étant placé de préférence sur la canalisation individuelle de retour, et étant constitué par un simple compteur d'eau chaude sanitaire, dont la lecture peut-être éventuellement corrigée suivant des paramètres élaborés par l'homme de l'art. -3- Installation selon les revendications 1 et 2 ensemble, caractérisée en ce que le moyen de régulation de débit du fluide est une vanne trois voies motorisée, sur laquelle agit un thermostat en fonction de la température ambiante de manière proportionnelle ou en tout ou rien. -4- Installation selon les revendications 1,2 et 3 ensemble, caractérisée en ce qu'un circulateur est disposé pour dhaque circuit secondaire, dont les caractéristiques correspondent au débit et à la résistance du circuit propre à chaque local individuel ; d'autres moyens connus en eux-mêmes, tels que purgeur automatique, filtre, règleur de distribution, étant placés sur chaque circuit secondaire. -5- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit primaire comporte un dispositif de contrôle permettant l'arrêt de tous les circulateurs individuels e cas de panne du générateur collectif ou des électropompes du circuit primaire, afin d'éviter tout enregistrernent de consommation au veau de chaque local individuel. -6- Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que ce dispositif comprend un aquastat placé sur le départ d'eau chaude de la chaudière, raccordé électriquement en série à un manostat placé sur le refoulement de l'électro-pompe du circuit primaire ; l'ensemble étant relié à un contacteur asservissant l'arrêt ou le fonctionnement de-tous les circulateurs individuels.