Brevet FR2437579A1 — publié le 19800425

La présente invention a trait aux installations de chauffage à circulation d'eau et elle vise plus particulièrement (car c'est dans ce cas que son application paraIt devoir présenter le plus d'intéret > , mais non exclusivement, celles dans lesquelles le corps de chauffe est constitué par un ou plusieurs capteurs solaires placés à l'extérieur du local à chauffer, notamment sur le toit de celui-ci. On sait que les installations de ce type comprennent généralement une électropompe ou circulateur monté sur l'une des deux canalisations qui relient les capteurs solaires à l'échangeur de chaleur const,ituant l'appareil d'utilisation. Ce circulateur est ordinairement placé sous la dépendance de sondes thermostatiques qui détectent la température de l'eau au niveau des capteurs et de l'échangeur de façon n'assurer le fonctionnement dudit circulateur que lorsque les capteurs sont aptes à fournir des calories supplémentaires. On conçoit que par suite de leur disposition à l'extérieur du local, les capteurs solaires et la partie supérieure de l'installation qui leur est associée sont particulièrement exposés aux risques de gel en hiver. Aussi est-on amené en pratique à introduire dans le circuit d'eau de chauffage une quantité appropriée d'un produit antigel classique ; or ce genre de produit est relativement cher alors que la quantité utilisée n'est pas négligeable, au moins lorsque les conditions climatiques sont relativement sévères. On notera par ailleurs que les produits anti-gels usuels sont nocifs en cas d'ingurgitation, si bien que leur utilisation convient mal dans les installations de production d'eau domestique dans lesquelles l'échangeur de chaleur est noyé dans l'eau à échauffer, tout risque de fuite du circuit primaire provoquant le mélange des deux liquides. Pour éviter ces inconvénients on peut bien entendu avoir recours à la vidange systématique de l'installation en cas de gel, et ce grâce à une électrovanne commandée par une sonde thermostatique. Mais alors le renouvellement repété de l'eau de l'installation va provoquer l'entartrage rapide de celle-ci. En tout état de cause une telle solution implique une intervention manuelle assujétissante pour l'introduction de l'eau une fois que les conditions climatiques permettent la reprise du chauffage. La présente invention a pour objet un système automatique de mise hors gel d'une installation de chauffage à circulation d'eau qui ne présente aucun des inconvénients précités et qui soit à ce titre susceptible de répondre particulièrement bien aux divers desiderata de la pratique. L'originalité de ce système réside dans la présence d'un réservoir de stockage qui est relié à l'installation de façon à recueillir l'eau vidangée à l'aide d'une électrovanne à commande thermostatique, et à ré-introduire automatiquement cette même eau dans ladite installation dès que cette dernière reprend son fonctionnement normal. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer La figure unique de ce dessin est le schéma d'une installation pour la production d'eau domestique par capteur solaire, équipée d'un système antigel suivant la présente invention. Sur ce dessin la référence 1 désigne un ballon d'eau chaude dont l'espace intérieur est relié par une canalisation 2 à une alimentation en eau et par une canalisation 3 au circuit d'utilisation. Dans l'eau qui remplit le ballon 1 est noyé un échangeur de chaleur 4, par exemple du type à serpentin ou annulaire, que des canalisations 5 et 6 raccordent à un capteur solaire 7 placé sur le toit du local. Sur la canalisation d'eau froide 5 qui alimente ce capteur 7 est branché un circulateur 8 tandis que la canalisation d'eau chaude 6 est équipée d'un purgeur 9.Le circulateur 8 est associé à un coffret de commande 10 qui est relié à une première sonde thermostatique 11 noyée dans l'eau du ballon 1 et à une seconde sonde 12 qui détecte la température au niveau du capteur 7, le circulateur ne fonctionnant que lorsque la température prélevée par la sonde 12 est supérieure à celle de la sonde 11. Le système suivant l'invention qui est associé à cette installation classique comprend en premier lieu un piquage ou by-pass 13 prévu entre les canalisations 5 et 6 à une hauteur correspondant substantiellement au point bas de la zone de mise hors gel du local considéré. Sur ce by-pass 13 est branchée une dérivation 14 qui aboutit dans la partie haute d'un réservoir ouvert de stockage 15 et qui est commandée par une électrovanne 16 placée sous la dépendance d'une sonde thermostatique 21. Le fond de ce réservoir 15 est relié par une canalisation 17 à la canalisation d'eau chaude 6 de l'installation. On a en outre prévu trois clapets anti-retour respectivement dis posés le premier 18 sur la partie du by-pass 13 comprise entre la dérivation 14 et la canalisation 6, le second 19 sur cette canalisation 6 entre le by-pass 13 et la canalisation 17, et le troisième 20 sur cette dernière. Le fonctionnement du système antigel suivant l'invention découle des explications qui précèdent et se comprend aisément. En dehors des périodes de gel le réservoir de stockage 15 se trouve isolé de l'installation par l'électrovanne 16 à la position fermée et par le clapet 20 maintenu fermé par la pression de l'eau qui circule dans la canalisation d'eau chaude 6 ; le clapet 18 s'oppose bien entendu à toute circulation parasite à travers le bypass 13. En cas d'abaissement de la température extérieure, le circulateur 8 est mis le premier hors d'action par son système de commande thermostatique. Lorsque la sonde 21 détecte une température dangereuse, c'est-à-dire de l'ordre de OOC, la vanne 16 est actionnée à l'ouverture, si bien que l'eau contenue dans la partie supérieure de l'installation s'écoule dans le réservoir 15. L'entrée d'air nécessaire à cette vidange partielle s'effectue à travers le purgeur 9 et l'on- notera que la clapet 18 permet l'écoulement de l'eau contenue entre ledit purgeur et le by-pass 13. L'eau dans le réservoir 15 atteint par exemple le niveau 15', niveau qu'on retrouve évidemment dans les canalisations 5 et 6 du fait que ledit réservoir 15 s'ouvre à l'atmosphère extérieure. L'installation est ainsi mise hors gel de manière automatique. Quand la température extérieure s'élève, la vanne 16 revient à sa position de fermeture dès que cette température atteint ou dépasse OOC, en remettant ainsi la partie supérieure de l'installation en état de fonctionnement. Lorsque la température prélevée par la sonde -12 au niveau du capteur 7 excède la température de l'eau du ballon 1 (sonde 11), le circulateur 8 est mis sous tension et assure la circulation dans l'ensemble de l'installation et le remplissage en eau de celle-ci. L'eau est prélevée dans le réservoir 15 qui revient ainsi à son niveau initial, tandis que l'air est expulsé à travers le purgeur 9. Le clapet 19, chargé par un léger ressort, régularise le remplissage en évitant toute formation de bulles d'air. La remise en fonctionnement de l'installation s'effectue donc de façon entièrement automatique, sans aucune intervention manuelle. On notera en outre que le fonctionnement du système de mise hors gel suivant l'invention ne provoque aucun renouvellement de l'eau et évite de ce fait tout entartrage intempestif de l'installation. I1 est intéressant de remarquer que l'orifice 15a du réservoir 15 est susceptible d'être agencé pour être avantageusement utilisé en vue du remplissage initial en eau de l'installation et de l'introduction du complément d'eau destiné à remédier aux pertes inévitables, et ce sans avoir à accéder au purgeur 9 placé sur le toit. I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1. Système propre à assurer de manière automatique la mise hors gel d'une installation de chauffage à circulation d'eau dans laquelle le corps de chauffe (7), notamment un ou plusieurs capteurs solaires, est relié à un échangeur de chaleur (4) par deux canalisations d'alimentation dont l'une (5) est équipée d'un circulateur (8) placé sous la dépendance d'une sonde thermostatique (12) associée au corps de chauffe précite, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir de stockage à pression ambiante (15), qui est relié par le haut à la canalisation d'alimentation (5) correspondant au refoulement du circulateur, et ce à travers une électrovanne (16) commandée par une sonde thermostatique (21) associée au corps de chauffe, et vers le bas à la seconde canalisation d'alimentation (6), de façon à ce que ledit réservoir recueille en cas de gel l'eau de la partie supérieure de l'installation et la restitue automatiquement à celle-ci dès que le circulateur est remis en fonctionnement. 2. Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrovanne (16) est branchée sur une dérivation de vidange (14) piquée sur un by-pass (13) reliant l'une à l'autre les deux canalisations d'alimentation (5 et 6) à la hauteur correspondant au point bas de la zone de mise hors gel du local. 3. Système suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la portion du by-pass (13) comprise entre la dérivation de vidange (14) et la canalisation d'eau chaude (6) est pourvue d'un clapet anti-retour (18) évitant tout court-circuitage de la circulation lors du fonctionnement normal de l'installation, tout en permettant la vidange complète de la partie supérieure de celle-ci en cas de gel. 4. Système suivant l'une quelconque des revendcations 1 à 3, caractérisé en ce que la canalisation (17) qui reli le bas du réservoir de stockage (15) à la canalisation d'alimenation en eau chaude (6) est équipée d'un clapet antieretour (20) qui en liaison avec l'électrovanne (16) assure-l'isolement du réservoir lors du fonctionnement normal de l'installation. 5. Système suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la partie de la canalisation d'alimentation en eau chaude (6) comprise entre le by-pass (13) et la canalisation (17) associée au bas du réservoir de stockage (15) comporte un clapet anti-retour (19) qui régularise le remplissage correct de l'installation à partir dudit réservoir après vidange partielle antigel. 6. Système suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'ouverture (15a) à l'atmosphère du réservoir de stockage (15) est agencée pour former ouie de remplissage pour l'installation.