Brevet FR2372398A1 — publié le 19780623

L'invention a pour objet un dispositif de régulation de chauffe-eau électrosolaire dont la cuve comporte un échangeur de calories chauffé par un capteur solaire et une résistance électrique. Les chauffe-eau à accumulation mixtes électrosolaires ont pour but d'utiliser pour le chauffage de l'eau I1 énergie électrique lorsque l'énergie solaire fait défaut ou est insuffisante pour satisfaire les besoins en eau chaude. Le résultat souhaité ne peut être atteint que dans la mesure où les deux systèmes de chauffage n'interfèrent pas, sauf en cas de nécessité pour repondre a une demande urgente. Ceci peut être obtenu en imposant pour le chauffage électrique une mise en route manuelle avec déclenchement commandé par minuterie réglable ou non. La présente invention a pour but de permettre une commande automatique du chauffage électrique qui élimine celui-ci dès que le chauffage solaire entre en action. Selon l'invention, la commande automatique comprend un thermostat différentiel qui est utilisé pour la commande de la pompe de circulation du liquide caloporteur des calories du capteur solaire, ce thermostat différentiel comportant des contacts inverseurs qui éliminent le circuit d'alimentation de la résistance électrique d'appoint lorsque la pompe de circulation est mise en route. L'énergie solaire devant être, dans la mesure du possible, énergie principale, la résistance électrique peut être placée uniquement dans la partie supérieure de la cuve du chauffe-eau afin de limiter à un pourcentage déterminé de la capacité totale celle pouvant être chauffée électriquement. La description ci-après donne, a titre d'exemple, deux modes de réalisation de 1 invention en se référant aux figures du dessin. La figure I représente une réalisation dans laquelle le chauffe-eau comporte une cuve I munie d'un échangeur de chaleur 2 relié à un capteur solaire 3 par des tubulures 4 et 5. Une pompe de circulation 6 permet au liquide caloporteur de céder au travers de l'échangeur 2 des calories absorbées dans le capteur solaire 3 à condition que la température de celui-ci dépasse de quelques degrés celle de ce morne liquide à la sortie de l'échangeur. Dans ce but ces températures sont prises respectivement par des sondes 7 et 8 qui sont des thermistances reliées à un regulateur électronique 9, l'ensemble de ces trois éléments constituant un thermostat différentiel dont les contacts supérieurs se ferment quand 1' écart entre la sonde 7 et la sonde 8 est positif et supérieur à la valeur choisie. La cuve 1 comporte en outre une résistance électrique d'appoint 10 placée dans la partie supérieure de façon à limiter à un pourcentage déterminé de la capacité totale celle devant être chauffée électriquement. Le thermostat differentiel 9 comporte des contacts inverseurs permettant de fermer dans la position supérieure le circuit d'alimentation électrique de la pompe de circulation 6 et dans la position inférieure (celle représentée sur la figure) d'alimenter le circuit de la résistance électrique 10.De cette façon, lorsque la pompe de circulation est alimentée, le circuit d'alimentation de la résistance électrique est éliminé, et vice et versa lorsque la pompe de circulation n'est pas alimentée le circuit électrique de la résistance 10 est fermé. il est possible d'utiliser une mise en route manuelle avec déclenchement au moyen d'une minuterie réglable 12 montée en parallèle avec le régulateur 9. D'autre part, un thermostat 11 permet de couper l'alimentation de la résistance électrique 10 lorsque l'eau de la partie supérieure du chauffe-eau atteint la température maximale choisie. Comme pour l'installation d'un chauffe-eau électrique normal, le tube d'entrée d'eau froide 13 est muni d'un groupe de sécurité 14, si l'appareil est monte sous pression. La sortie d'eau chaude s'effectue en 15 à la partie supérieure du chauffe-eau, un vase d'expansion 16 absorbe les dilatations du circuit du liquide caloporteur. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le chauffe-eau comporte une cuve de construction très voisine de celle d'un chauffe-eau mixte mural vertical utilisant l'eau chaude d'un chauffage central et placé la tête en bas et dont l'échangeur 2 est relié à un capteur solaire 3. La figure 2, où les repères ont la morne signification que sur la figure 1, représente une réalisation dans laquelle le chauffe-eau du type "sur socle", possède un échangeur 2 qui ne traverse pas la partie supérieure de la cuve 1, mais est placé dans la partie basse. Cette solution permet d'améliorer la part d'énergie solaire dans le bilan énergétique du chauffe-eau en diminuant les échanges de chaleur entre la partie haute du chauffe-eau où se trouve la résistance électrique d'appoint 10 et la partie basse. D'autre part, les pertes calorifiques au niveau de la bride de l'élément chauffant d'appoint 10 sont egalement réduites par rapport à la solution précedente du fait que la bride n'est plus placée à la partie la plus haute du chauffe-eau, donc la plus chaude, mais sur le côté où la température est un peu moins élevée. Le chauffe-eau comporte également une deuxième résistance électrique 17 placée dans la partie inférieure de la cuve qui est alimentée la nuit.dans le cas où l'ensoleillement ayant été insuffisant pendant la journée, l'eau de la partie basse du chauffe-eau n'est plus chauffée. L'élément chauffant auxiliaire 17 est muni d'un thermostat analogue au thermostat 11 réglé à une valeur suffisamment basse pour permettre le fonctionnement en énergie solaire le lendemain si l'ensoleillement le permet. Le dispositif de régulation selon l'invention permet d'assurer le chauffage de l'eau en utilisant au mieux les diverses sources d'énergie disponibles sur les lieux de l'installation ce qui conduit aux cinq possibilités suivantes 1. Chauffage uniquement diurne par énergie solaire lorsque celle-ci est suffisamment abondante. 2. Chauffage par la chaudière du chauffage central à laquelle on peut raccorder l'échangeur pendant la mauvaise saison. 3. Chauffage mixte électrosolaire continu et économique grâce à la priorité accordée au chauffage solaire. 4. Chauffage électrique rapide à la demande et pour une durée limitée, en cas de nécessité, en utilisant un interrupteur temporisé par minuterie et a enclenchement manuel. Ce chauffage n'est que -partiel dans le cas de la réalisation de la figure 1. Dans la réalisation de la figure 2 il peut être partiel (si l'interrupteur temporisé, branché en parallele sur le régulateur 9 comme précédemment, agit uniquement sur le circuit de la résistance supérieure) ou complet (si l'on utilise, par exemple, un autre interrupteur temporisé sur le circuit d'alimentation de la résistance inférieure 17). 5. Chauffage mixte - électrique la nuit pour bénéficier du tarif heures creuses en commandant la mise sous tension au moyen d'une horloge ou d'un relais du type connu sous l'appellation "PULSADIS" - solaire le jour ; suivant l'énergie solaire disponible dans la région, on devra choisir la réalisation de la figure 2 ou on pourra se contenter de celle de la figure 1. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de régulation de chauffe-eau électrosolaire dont la cuve comporte un échangeur de calories chauffé par un capteur solaire et une résistance électrique d'appoint caractérisé en ce qu'il comporte une commande automatique du chauffage électrique d'appoint qui élimine le chauffage électrique dès que le chauffage solaire entre en action. 2/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la commande automatique comprend un thermostat différentiel (7, 8, 9) utilisé pour la commande de la pompe de circulation (6) du liquide caloporteur de calories du capteur solaire, ce thermostat différentiel comportant des contacts inverseurs (9) qui éliminent le circuit d'alimentation de la résistance électrique d'appoint (10) lorsque la pompe de circulation est mise en route. 3/ Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qutil comporte une résistance électrique d'appoint (10) placée dans la partie supérieure de la cuve du chauffe-eau, ltéchangeur de chaleur (2) du liquide caloporteur du capteur d'énergie solaire (3) étant placé en partie basse de la cuve du chauffe-eau. 4/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un interrupteur manuel (12) du chauffage électrique d'appoint (10) dont l'arrêt, est obtenu par une minuterie. 5/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une résistance électrique auxiliaire (17) placée à la partie inférieure de la cuve du chauffe-eau pour être mise en fonctionnement de preference la nuit dans le cas où l'ensoleillement diurne a été insuffisant.