Brevet FR2395471A1 — publié le 19790119

La présente invention a pour objet un montage régulateur pour un insolateur avec une conduite de départ et une conduite de retour du fluide porteur de chaleur, un récepteur branché par l'intermédiaire d'une pompe et des sondes thermométriques dont l'une est disposée dans le raccordement de la conduite de départ de lsinsolateur et l'autre dans le récepteur, la pompe étant lancée après dépassement d'une différence déterminée entre les valeurs de mesure enregistrées par les deux sondes thermométriques. A ce propos, il est prévu un chrono-relais mettant, a des intervalles réglables, la pompe en circuit, et ce a des fins de mesure. Cela garantit que le contenu de l'insolateur n'est refoule dans le récepteur - le plus souvent un réservoir - que si une augmentation de la température de ce réservoir est assurée. Entretemps cependant, on a constaté que cette façon de procéder peut être perfectionnée, Si l'on suppose que le reservoir a relier a l'insolateur serve a la préparation d'eau sanitaire chaude, le montage petit être utilisé pour porter le contenu du réservoir a une température aussi élevée que possible. Cela exige que le contenu de l'insolateur soit également porte a une température élevée qui, d'ailleurs, doit être supérieure à celle du contenu du réservoir. Mais ce mode a pour consequence que les pertes de fonctionnement augmentent sensiblement puisque plus les températures sont élevées, plus les pertes par rayonnement et par conduction sont importantes. Si d'autre part, on veut exploiter l'installation avec un rendement optimal, on veillera a une température de départ de l'insolateur peu supérieure a la température du contenu du réservoir de sorte que, si possible, toute la chaleur du fluide venant de l'insolateur soit cedée au contenu du réservoir. Ce mode de fonctionnement permet de porter le contenu du ré- servoir a une température quelconque. L'invention a pour but de combiner les deux modes de fonctionnement de l'installation. Tout en garantissant un rendement maximal de l'installation, l'invention doit donc assurer que le contenu du reservoir puisse être chauffé par l'insolateur aux températures usuelles. L'avantage technique ainsi obtenu consiste en ce que, par la variation du debit du fluide dans l'insolateur et, par la, aussi dans le réservoir, il est possible d'atteindre un rendement optimal de l'installation pour toute la plage de température du réservoir. D'autres réalisations et des perfectionnements avantageux de l'invention résultent - -- , de ia description ci-apres et des figures 1 et 2 relatives aux exemples de réalisation décrites ci -apres. L'installation suivant fig. 1 présente un insolateur 1 qui comporte un echangeur-de chaleur 2, une conduite de départ 3 et une conduite de retour 4. La conduite de départ 3 munie d'un organe de restriction 6 réglé par un moteur 5 et dune pompe 7, s'étend jusqu'à un échangeur de chaleur 8 dans l'intérieur 9 d'un réservoir 10 qui représente le recepteur branché a l'insolateur. L'échangeur de chaleur 8 est, de l'autre côté, relié a la conduite de retour 4. Dans l'intérieur 9 du réservoir 10 pénètre une conduite d'eau il venant d'un réseau de distribution, et de l'eau sanitaire chaude peut en vetre prelevee à l'aide d'une conduite 13 munie d'un robinet d'eau 12. Dans l'intérieur 9 du réservoir 10 est disposee une sonde thermome- trique 14 qui est reliée par une ligne 15 a un régulateur 16. Une autre sonde thermométrique 17 prévue a l'extrémité de l'insolateur 1 d'ou part la conduite de départ, est reliée également au régulateur 16 par une ligne 18. Le régulateur 16 de son coté est relie par les lignes 19 et 20 a la pompe 7 et au moteur 5. Le montage régulateur decrit ci-dessus fonctionne de la façon suivante: Il est supposé que l'eau contenue dans le réservoir 10, par exemple au lever du jour, se trouve une température très basses et que les valeurs de mesure enregistrées par les sondes thermométriques 14 et 17 signalent au régulateur 16 que la température de l'insolateur est supérieure a celle du réservoir. Pour l'utilisateur de l'installation il importe que tout d'abord la température du contenu du réservoir soit aug mentée, la valeur a laquelle elle sera portée étant d'une moindre importance. Le régulateur 16 enverra donc un ordre sur la ligne 19 pour faire mettre en marche la pompe 7.Faute de signal sur la ligne 20, le moteur 5 et l'organe de restriction 6 restent en position de repos, ce qui signifie ouverture maximale de cet organe. En conséquence, le contenu de l'insolateur est refoulé tant qu'il y a une différence entre les températures captées par les sondes 17 et 14. L'installation se trouve alors a une température relativement basse et la transmission de la chaleur soutirée à l'insolateur vers le réservoir se fait avec un rendement maximal puisque les pertes par rayonnement et par conduction sont minimes par suite de la basse temperature de l'installation.Durant le chauffage du réservoir, la différence- de températures relevée par les sondes thermométriques 14 et 17 diminue a moins qu'il n'y ait prélêvement d'eau sanitaire dans le réservoir et, par la, arrivée d'eau froide dans le réservoir, ce qui ferait augmenter de nouveau la différence de températures. Si lton Dart de lthypo- thèse que la différence de tempérautres diminue, il y aura a un moment donné, un ordre a travers la ligne 20 pour lancer le moteur 5 qui agira sur l'organe de restriction 6. Comme, en conséquence, le volume du fluide de l'insolateur traversant l'échangeur de chaleur 8 diminue, le fluide reste plus longtemps dans l'insolateur.Cela a pour conséquence un chauffage plus fort du fluide de sorte que la température dans la conduite de départ de l'insolateur augmente. Plus le débit du fluide dans l'installation diminue, plus la température de départ de l'insolateur augmente, ce qui a pour conséquence que le réservoir peut être porté à une température plus élevée. En variant f'étranglement du circuit, il est possible d'élever le seuil de température du réservoir jusqu'a presque IOOOC. Si par suite d'un prélèvement d'eau dans le reservoir, la température baisse dans ce reservoir, un ordre sera donné sur la ligne 20 pour contrecarrer cet effet par l'ouverture de l'organe de.restriction 6 pour que l'installation puisse toujours fonctionner avec un rendement optimal en fonction de la température. Si, par un étranglement poussé. du débit, il n'est pas possible de maintenir un écart détermine entre la température du contenu du reservoir et la temperature de départ, le régulateur 16 donne l'ordre a la pompe 7 de s'arrêter. Une consigne respective est débitée par le générateur de consignes 21. Ce mode de fonctionnement exige une bonne isolation des conduites 3 et 4 entre l'insolateur et le reservoir, de l'organe de restriction 6, de la pompe 7 ainsi que du réservoir 10 et de la conduite de prélèvement 13. La caractéristique essentielle par laquelle l'exemple de réalisation svt. fig. 2 se distingue de l'exemple précédent consiste en ce que, svt. fig. 2 - employant les memes repères pour les memes détails que la fig. ; -, il existe à coté de l'échangeur de chaleur 8 un deuxième échangeur de chaleur 25 qui, contrairement à l'échangeur 8, est disposé dans la partie su périeure de l'intérieur 9 du reservoir 10. Les deux échangeurs de chaleur 8 et 25 sont reliés à la conduite de départ 3 par l'intermédiaire d'un distributeur 28 commande par un moteur 27. Les conduites de retour des deux échangeurs de chaleur 8 et 25 débouchent ensemble dans la conduite de retour 4. Une conduite d'alimentation 29 reliée a l'échangeur de chaleur 29 comporte un organe de restriction 30 qui peut être réglé sur une valeur détermine à a l'aide d'une manette 31. I1 est également possible de prévoir un reglage en variation conteinu en fonction des valeurs de mesure enregis trées par le régulateur 16. Finalement, une autre sonde thermométrique 33 est disposée dans la partie supérieure 26 de l'intérieur 9 du réservoir 10 et qui, par une ligne 34, est reliée au régulateur 16. L'exemple de réalisation svt. fig. 2 fonctionne comme suit: En fonction de la temperature enregistrée dans l'intérieur 9 du réservoir 10 par la sonde thermométrique 14, le distributeur 28 se trouve en position de repos, ce qui signifie que l'échangeur de chaleur 8 est en communication avec ltinsolateur 1. L'installation fonctionne de façon analogue a l'exemple de réalisation svt. fig. 1. Lorsque la temperature dans l'intérieur 9 du réservoir 10 augmente ou doit augmenter, le gentérateur de consignes 21 ou la sonde thermométrique 14 débite un signal sur le régulateur 16 qui met le moteur 27 en circuit de sorte que le distributeur coupe llechangeur de chaleur 8 d'avec l'insolateur et met en communication l'échangeur 25 de la partie supérieure du ré- servoir avec l'insolateur 1. Grâce a faction de l'organe de restriction 30, le débit du fluide a travers l'échangeur de chaleur 25 est réduit'de sorte que d'abord la partie supérieure du reservoir 10 est portée a une température plus élevée.Comme seulement la partie superieure du réservoir est chauffee, il n'y a qu'une partie du contenu du réservoir qui profite de ce chauffage de sorte que celui-ci s'opère beaucoup plus vite que si l'ensemble du contenu du réservoir est chauffé par convection. I1 est utile de chauffer d'abord la partie supérieure du réservoir pour avoir assez rapidement de l'eau a disposition, ayant une température suffi- sante. Ce chauffage cependant se fait avec un rendement relativement bas a cause de la température élevée. Lorsque le chauffage de la partie supe- rieure du réservoir est terminé, il est possible, par suite de l'insolation, que l'on dispose encore d'assez d'énergie pour faire porter également la partie inférieure du contenu du réservoir a une temperature plus élevée. Après achèvement du chauffage de la partie supérieure, le générateur de consignes fait appliquer la même operation sur la partie inférieure du reservoir. En modifiant l'invention, il est possible de monter aussi dans le circuit d'alimentation de-l'échangeur de chaleur inférieur un organe de restriction svt. fig. 1 a l'aide duquel la température de la partie inférieure du réservoir peut aussi etre portée a une valeur maximale. Si, au cours du chauffage de la partie inférieure du réservoir, il y a prélèvement d'eau chaude dans la partie supérieure du réservoir, la température dans cette partie peut tomber jusqu 'au-dessous d'une valeur sur laquelle est réglé le générateur de consignes. Cela a pour effet que le chauffage est de nouveau appliqué sur l'échangeur de chaleur supérieur de sorte qu'a tout moment il y ait dans la partie supérieure du réservoir de l'eau sanitaire de température maximale. Revendications t. Montage régulateur pour un insolateur avec une conduite de départ et une conduite de retour du fluide porteur de chaleur, un récepteur branché par l'intermédiaire d'une pompe et des sondes thermométriques dont l'une est disposée dans le raccordement de la conduite de départ de l'insolateur et l'autre dans le récepteur, la pompe étant lancée après dépassement d'une différence déterminée entre les valeurs de mesure enregistrées par les deux sondes thermométriques, caractérisé par le fait que le debit du fluide chauffant le récepteur (10) est réglé en fonction de la différence de températures entre l'insolateur (1) et le réservoir (10). 2. Montage régulateur selon la revendication 1, caractérise par le fait que plus la différence de températures baisse, plus le débit du fluide est étranglé. 3. Montage régulateur selon la revendication 1 ou 2, aractérisé par le fait que les conduites (3, 4) reliant l'insolateur (1) au récepteur (10) sont munies d'un organe de restriction (6, 30) a section va riable. 4. Montage régulateur selon la revendication 1 ou 2, caractérise par le fait que le débit de la pompe (7) est réglé. 5. Montage régulateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le récepteur (10) est équipé d'au moins deux échangeurs de chaleur (8, 25) qui peuvent etre relies a l'insolateur (1) par un distributeur (28), et que le débit du fluide a travers un échangeur de chaleur (25) peut etre reglé a une valeur inférieuieà celui pas- sant par l'autre (8). 6. Montage régulateur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les deux échangeurs de chaleur (8, 25) sont disposés a des hau teurs differentes dans le récepteur (10).