Brevet FR2435009A1 — publié le 19800328

L'invention concerne une installation de prepa- ration d'eau chaude de consommation, comportant un collecteur solaire, un accumulateur d'eau de consommation sous pression, une conduite d'arrivée de fluide caloporteur allant du collecteur à l'accumulateur et une conduite de retour allant de cet accumulateur au collecteur, ce fluide caloporteur transmettant à l'eau de consommation de l'accumulateur la chaleur captée dans le collecteur, un dispositif étant en outre prévu pour vidanger le fluide caloporteur du collecteur lorsque la température extérieure s'abaisse au-dessous de valeurs déterminées ou dépasse des valeurs déterminées. On connaît déjà une installation de ce type (DE OS 26 24 677) dans laquelle le fluide caloporteur circule dans un réseau fermé entre le collecteur et l'accumulaaeur, ce réseau allant à l'accumulateur par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur. Un vase d'expansion sous pression nulle est raccordé à ce réseau, le fluide caloporteur étant refoulé dans ce vase d ' expansion lorsque de la vapeur se forme dans le collecteur en cas de rayonnement molaire intense et de faible prélèvement de chaleur. Cette disposition est désavantageuse en ce que l'échangeur de chaleur nuit à la transmission de la chaleur dans l'accumulateur0 On doit en outre ajouter un produit antigel au fluide caloporteur, ce produit n'étant séparé de l'eau préparée que par une paroi dans l'échangeur de chaleur de l'accumulateur.Une telle disposition est douteuse du point de vue médical. 1,invention a pour but d'éviter ces inconvénients et concerne à cet effet une installation caractérisée en ce que le collecteur est relié à l'eau de consommation eontenue dans l'accumulateur sans intercaler un échangeur de chaleur, l'eau de consommation servant de fluide caloporteur entre le collecteur et l'accumulateur, le dispositif de vidange du collecteur étant muni de soupapes permettant de relier les deux raccords du collecteur à l'accumulateur et à une évacuation. Par rapport aux réalisations connues, l'installation conforme à ltinvention a pour avantage que l'échangeur de chaleur de l'accumulateur d'eau préparée est supprimé et que le transmission de chaleur est ainsi améliorée. On obtient en outre que l'installation est protégée contre les actions nuisibles du gel et de la surchauffe du fluide caloporteur. On peut en outre éviter les dépôt calcaires dans le collecteur et dans l'accumulateurO Des dispositions indiquées dans la suite permettent d'obtenir des modes de réaLisation avantageux et des perfectionnements de l'installation conforme à l'invention. Il est particulièrement avantageux que le dispositif évacuant le fluide caloporteur du collecteur fonctionne automatiquement. Dans ce cas, il est prévu un régulateur agissant sur les soupapes disposées dans les conduites de liaison entre le collecteur et l'accumulateur, ce régulateur comportant une sonde de température pour le fluide caloporteur disposée de préférence au point le plus élevé du c collecteur L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et du dessin annexé représentant un exemple de réalisation de l'invention. Dans ce dessin, la figure unique est une vue d'ensemble schématique d'une installation conforme à l'invention. L'installation comporte un accumulateur d'eau de consommation 1 auquel on envoie par une conduite 2 de l'eau sous pression provenant du réseau et dans lequel on peut prélever de l'eau chaude par une conduite 3. Pour chauffer l'accumulateur 1 il est prévu un collecteur solaire 4 et un appareil de chauffage électrique supplémentaire 5. Le collecteur solaire 4 est relié à l'eau contenue dans l'accumulateur 1 par une conduite d'arrivée 6 et une conduite de retour 7 sans intercaler un éehangeur de chaleur particulier. Le collecteur 4 est parcouru par l'eau de consommation qui constitue le fluide caloporteur entre le collecteur 4 et l'accumulateur 1.Une soupape à trois voies 8, 9 est disposée dans chacune des deux conduites 6, 7 Suivant leur position, ces soupapes relient les deux raccords 10 et 11 du collecteur à l'accumulateur 1 ou à une évacuation 12 par laquelle l'eau se trouvant dans le collecteur 4 et dans les conduites 6 et 7 entre le collecteur et les soupapes 8, 9 peut être évacuée dans la canalisation d'égout. Les deux soupapes 8, 9 sont soumises à l'action d'un régulateur 14 muni d gune sonde de température 15 dans la partie supérieure du collecteur 4 et d'une sonde de température 16 dans l'accumulateur lo Le régulateur 14 agit en outre sur une pompe 18 montée, conjointement avec un clapet de retenue 19, dans la conduite de retour 7 entre liaccumulateur 1 et la soupape 9. Une soupape deévent 20 est raccordée au point haut de la conduite d'arrivée 6. Le fonctionnement de cette soupape d'évent 20 sera décrit dans la suite conjointement avec celui du régulateur 14 à l'occasion de la description du mode de fonctionnement de l'installation. Si la température de l'eau de consommation servant de fluide caloporteur est comprise entre 5 et 700C environ dans le domaine de la sonde de température 15 du collecteur 4, le régulateur 14 commande les soupapes 8, 9 dans les positions indiquées par les flèches Ao Le collecteur 4 et les conduites 6 et 7 sont alors remplis avec de l'eau de consommation. lorsque dans cette condition de fonctionnement la sonde de température 15 du collecteur 4 signale une température plus élevée, d'une faible valeur déterminée, que la sonde de température 16 de l'accumulateur 1, le régulateur 14 met la pompe 18 en action. Cette pompe fait alors circuler l'eau de consommation dans le circuit du collecteur. Cette eau transmet la chaleur absorbée dans le collecteur 4 à l'eau de consommation qui se trouve dans l'accumulateur 1. Cette transmission a lieu directement, e'està-dire sans interposition de surfaces de transmission de chaleur. Dans le circuit du collecteur règne alors sensiblement la pression du réseau de conduites, cette pression maintenant fermée la soupape d'évent 20. La circulation du fluide caloporteur continue jusqugà ce que la température régnant sur la sonde, de température 15 s'abaisse au-dessous de la température régnant sur la sonde de température 16e Le régulateur 14 met alors la pompe 18 à ltarr8tO S par temps froid, la température de l'eau de consommation s'a isse au-dessous de SOC ou Si, en cas de rayonnement solaire intense et d'absence de prélèvement de chaleur dans l'accumulateur 1, cette température dépasse 70 G, le régulateur 14 commande les soupapes 8, 9 dans la position correspondant aux flèches 3. Dans cette position, l'eau de consommation s'écoule dans l'évacuation 12 à partir du collecteur 4 et des tronçons des conduites 6, 7 se trouvant entre ce collecteur et les soupapes~89 90 Le collecteur est ainsi rapidement vidangé et garanti sûrement contre les dommages. l'écoulement est rendu possible parce que lasoupape d'évent 20 est ouverte après la commande des soupapes 8, 9 et la suppression de la pression dans le circuit du collecteur 9 cette soupape permet alors l'écoulement de 1pair dans le circuit du collecteur. lors de la commande des soupapes 8, 9 dans la position B, la pompe 18 est également mise à lçarret sans tenir compte du fait que la sonde de température 16 de l'accumulateur 1 indique un besoin de chaleur ou nonX Lorsque la température régnant dans le col lecteur 4 au voisinage de la sonde 15 est remontée au-dessus de 50C ou est redescendue auedessous de 700C, le régulateur 14 commande à nouveau les soupapes 8, 9 dans la position A. il en résulte que le circuit du collecteur se remplit à nouveau rapidement, sous l'action de la pression du réseau et le cas échéant de la pompe 18 remise en marche, avec de l'eu de consommation provenant du réseau ou de l'accumulateur lo l'air qui est alors refoulé s'échappe par la soupape d'évent 20 qui se ferme automatiquement après le remplissage complet du circuit du collecteur en eau de consommation. la vidange du collecteur 4 aux basses températures sert de protection contre le gel, de telle sorte qu'il n'est pas nécessaire d'ajouter un produit antigel et que la dépense d'entretien correspondante est supprimée. la vidange du collecteur aux températures élevées évite une surpression en cas de dépassement du point dwébullitiono Cette vidange évite en outre les dép8ts calcaires dans le collecteur 4 et dans l'accumulateur 1. La perte d'eau, inévitable avec le système décrit, atteint 3 à 6 litres environ suivant le mode de construction de l'installation. Cette perte est si faible quelle est largement compensée par l'augmentation de rendement obtenue par la suppression d'un échangeur de chaleur particulièrement dans l'accumulateur 1. Au lieu des soupapes à trois voies 8, 9 on peut aussi utiliser d'autres soupapes simples montées par paires dans les conduites 6, 7 après les points de branchement0 REVBNDICATIONS 1 ) Installation de préparation d'eau chaude de consommation, comportant un collecteur solaire, un accumu lateur d'eau de consommation sous pression, une conduite d'arrivée de fluide caloporteur allant du collecteur à l'accumulateur et une conduite de retour allant de cet accumulateur au collecteur, ce fluide caloporteur transmettant à l'eau de consommation de l'accumulateur la chaleur captée dans le collecteur, un dispositif étant en outre prévu pour vidanger le fluide caloporteur du collecteur lorsque la température extérieure s'abaisse au dessous de valeurs déterminées ou dépasse des valeurs déterminées, installation caractérisée en ce que le collecteur (4) est relié à l'eau de consommation contenue dans l'accumulateur (1) sans intercaler un échangeur de chaleur l'eau de consommation servant de fluide caloporteur entre le collecteur et l'accumulateur, le dispositif de vidange du collecteur étant muni de soupapes (8 et 9) permettant de relier les deux raccords du collecteur (10 et 11) à l'accumulateur (1) et à une évacuation (12). 20) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les soupapes (8 et 9) sont soumises à l'action d'un régulateur (14) comportant une sonde de température (15) disposée de préférence au point le plus haut du collecteur (4) ainsi qu'une sonde de température (16) disposée dans l'accumulateur de chaleur (l)o 30) Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le régulateur (14) commande une pompe (18) disposée dans la conduite de retour (7) entre l'accumulateur (1) et la soupape (9)0 40) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce quelle collecteur (4) est muni d'une soupape d'évent (20) en son point le plus haut.