Brevet FR2529998A1 — publié le 19840113

Installation de chauffage L'invention concerne une installation de chauffage avec une canalisation circulaire dans laquelle l'eau de chauffage passant par la chaudière est recyclée par une pompe de circulation centrale et à laquelle les radiateurs disposés dans les locaux à chauffer sont raccordés en dérivation par l'intermédiaire d'une conduite d'arrivée et d'une conduite d'écoulement, l'arrivée de l'eau de chauffage aux radiateurs respectifs étant réglée en fonction de la température ambiante. De tels systèmes également appelés installations de chauffage monotubulaires sont construits fréquemment parce qu'ils sont meilleur marché que les installations bitubu- laires et parce que, dans un autre domaine d'application pour l'assainissement des constructions anciennes qui s'est développé surtout ces derniers temps, il suffit de percer respectivement dans les murs et plafonds des trous ou passages pour une seule conduite. Toutefois, les installations de chauffage monotubu- laires présentent également certains inconvénients Ainsi, le débit de chaleur possible des différents radiateurs dépend du débit calorifique de l'ensemble du système condui- sant l'eau de chauffage, ce qui rend problématique une régulation exacte de la température dans les locaux consi- dérés De plus, le dimensionnement des canalisations et des surfaces chauffantes voire des radiateurs est plus difficile que dans le cas des installations bitubulaires de telle façon que les radiateurs sont souvent surdimensionnés inutilement pour des raisons de sécurité Enfin, il faut également tenir compte du fait que des pressions de pompe -2- relativement élevées sont nécessaires pour des raisons qui seront exposées plus tard Ces défauts limitent le domaine d'application des installations de-chauffage monotubulaires dont la construction est en soi simple et économe en maté- riaux. La présente invention a pour objet de proposer une installation de chauffage monotubulaire facile à dimen- sionner qui combine, en principe-, les avantages des instal- lations de chauffage monotubulaires et bitubulaires et assure donc, entre autres, un réglage précis des tempéra- tures désirées dans les différents locaux En outre, la pompe de circulation centrale doit pouvoir fonctionner avec une pression relativement faible afin d'économiser de l'énergie et d'éviter des bruits'd'écoulement dans le système de canalisations. Selon l'invention, dans le cas d'une installation de chauffage du genre précité, ce but est atteint par le fait qu'à chaque radiateur est associée une unité de dosage montée dans son circuit de dérivation et débitant l'eau de chauffage et que le débit et/ou la durée de fonctionnement des unités de dosage peuvent être réglés en fonction des températures ambiantes respectives. Pour faire ressortir les avantages offerts par cette solution, il convient de signaler encore une fois à propos des installations de chauffage monotubulaires bien connues en soi que dans ces installations la totalité de l'eau circulant dans le système de canalisations passe également par chacun des différents radiateurs ou bien que l'instal- -lation est construite de telle façon que les radiateurs sont disposés en dérivation de la canalisation circulaire et que la quantité d'eau parvenant de la canalisation circulaire dans les radiateurs doit être déterminée par une résistance montée en parallèle avec le circuit en dériva- tion et constituée, par exemple, par un thermostat spécial. Toutefois, ces deux possibilités retenues jusqu'ici im- pliquent des pressions de pompe élevées du fait des résis- tances hydrauliques montées en série. -3 Dans l'installation selon l'invention, le conduit distribu- teur voire circulaire est dépourvu de telles résistances qui sont habituellement nécessaires pour la distribution de l'eau de chauffage aux différents radiateurs comme cela a déjà été dit La pompe de circulation centrale ne doit plus compenser désormais que les pertes de pression dues au frottement dans les tuyaux et aux résistances hydrauliques dans les coudes etc De ce fait, elle peut fonctionner avec une faible différence de pression, ce qui supprime les inconvénients évoqués ci-dessus. Etant donné qu'à chaque radiateur on entend par là également plusieurs corps de chauffe individuels d'un local montés en série ou en parallèle est respectivement asso- ciée une unité de dosage qui est réglée, par exemple, par l'intermédiaire d'un thermostat d'ambiance en fonction des besoins en chaleur du local considéré, il est désormais possible d'alimenter chaque radiateur individuellement en eau de chauffage du fait que l'unité de dosage insérée dans le circuit en dérivation pour le radiateur aspire de la canalisation circulaire une quantité d'eau plus ou moins grande dans le temps suivant les besoins en chaleur. Par ailleurs, il suffit que les unités de dosage aient une puissance hydraulique de quelques watts seulement. En ce qui concerne les dimensions et le prix, elles seront au moins aussi avantageuses que les soupapes thermostatiques habituellement utilisées pour les radiateurs Comme unités de dosage on peut envisager des machines hydrauliques à entraînement électrique telles que des pompes centrifuges, des pompes à diaphragme, etc Dans tous les cas, il conviendra d'utiliser pour cet usage une petite pompe commandée,- de préférence, par un moteur à courant continu fonctionnant sur basse tension, par exemple sur 12 V ou 24 V, dont la vitesse de rotation ou la fréquence peut être réglée aisément et avec précision, la température ambiante convertie analogiquement en une valeur de tension étant utilisée comme grandeur réglée. 4 _ Le fonctionnement des unités de dosage à basse tension offre encore l'avantage supplémentaire que la canalisation circulaire métallique peut constituer l'un des conducteurs électriques pour l'alimentation des moteurs à courant continu sans que cela représente un danger en cas de contact avec la canalisation circulaire. De plus-, il est possible de prévoir un appareil de commande centralisée qui surmodule la régulation en fonc- tion de la température des unités de dosage pendant des périodes déterminées, par exemple afin de mettre les unités de dosage hors de service pendant ces périodes A ce propos, il faut surtout tenir compte du fait que, le cas échéant, pendant la nuit les unités de dosage doivent être arrêtées ou fonctionner seulement par intermittence. Dans le cas de la solution selon l'invention, une commande de l'installation en fonction des intempéries peut à vrai dire être supprimée Mais si une telle commande est exigée, la pompe de circulation centrale peut être comman- dée, en plus, par la température extérieure ou par la température aller par l'intermédiaire de l'appareil de commande centralisée. Enfin, il est également possible de commander le débit et/ou la durée de fonctionnement de la pompe de circulation centrale par l'intermédiaire de la différence de température entre les températuresaller et retour de l'eau de chauffage. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de mieux comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La-figure 1 présente, d'une manière simplifiée, un schéma bloc d'une installation de chauffage selon l'inven- tion et -la figure 2 présente, également de manière schéma- tique et simplifiée, un local avec une commande de l'unité de dosage prévue pour ce local. L'installation représentée comporte une canalisation R dans laquelle est insérée une pompe de circulation cen- -5- traie P qui pompe l'eau de chauffage passant par la chau- dière K en circuit fermé dans la canalisation circulaire. Dans l'exemple représenté, les six locaux à chauffer sont indiqués par des cases en pointillé Les radiateurs instal- lés dans ces locaux et désignés par Hi à H 6 sont respective- ment raccordés en dérivation à la canalisation circulaire R par l'intermédiaire d'une conduite d'arrivée et d'une conduite de départ a, b. Dans chaque conduite d'arrivée a des circuits en dérivation est insérée une unité de dosage D, le débit et/ou la durée de fonctionnement de ces unités de dosage Dl à D 6 pouvant être commandés en fonction de la température ambiante du local considéré A cet effet, les locaux sont équipés de thermostats habituels'T (fig 2) qui règlent la commande électrique des unités de dosage D par l'intermé- diaire d'une commande S et d'une ligne pilote c, qui ar- rêtent donc les unités de dosage, parexemple dès que la température atteint une valeur limite 'upérieure réglée sur le thermostat correspondant, et qui remettent les unités de dosage en service dès qu'une température minimale prédéter- minée est enregistrée. Il est également possible de prévoir à la place de ce type de régulation un réglage de la durée de fonctionne- ment de telle façon que la commande S maintient les unités de dosage en service pendant une durée déterminée lorsque la température atteint une valeur minimale prédéterminée. Enfin, il est également possible de régler les quantités débitées par les unités de dosage en fonction de la tempé- rature, par exemple en variant la vitesse d'une pompe centrifuge ou la fréquence d'une pompe à diaphragme servant d'unité de-dosage en fonction des besoins en chaleur du local considéré. Il est avantageux d'équiper les unités de dosage D de moteurs à courant continu à basse tension de façon à pouvoir utiliser la canalisation circulaire métallique R en même temps et sans danger comme l'un des conducteurs élec- triques pour l'alimentation des moteurs d'entraînement La tension fournie par le réseau alternatif N alimente, entre -6- autres, le bloc d'alimentation NG dont la tension continue de sortie de 24 V, par exemple, est appliquée aux systèmes d'entraînement des unités de dosage par l'intermédiaire de la ligne d. De plus, le réseau N alimente un appareil de com- mande centralisée ZS qui permet une surmodulation du ré- glage des unités de dosage D en fonction de la température à des moments déterminés, par exemple pendant la nuit, pour arrêter les unités de dosage pendant ces périodes Cela peut se faire simplement par la coupure de la ligne e conduisant au bloc d'alimentation NG par l'appareil de commande. En outre, l'appareil de commande ZS permet la com- mande de la pompe de circulation' centrale P en fonction des besoins en chaleur de l'installation de chauffage, par exemple en réglant le débit et/ou la durée de fonctionne- ment de cette pompe par l'intermédiaire de la différence entre les températures aller et retour de l'eau de chauf- fage A cet effet, une sonde de température TV pour la détection de la température aller et une autre sonde de température TR pour la détection de la température de retour sont montées dans ou sur la canalisation circulaire R en amont et en aval de la chaudière K Les sondes de température transmettent par l'intermédiaire des lignes f, g les signaux électriques correspondant aux températures détectées à l'appareil de commande ZS qui compare les deux signaux. Si la différence entre ces signaux tend alors vers zéro, c'est-à-dire si les besoins en chaleur diminuent, l'appareil de commande ZS règle la pompe P sur des vitesses 4 inférieures par l'intermédiaire de la ligne h Un réglage en sens opposé intervient dans le cas d'une différence croissante entre les températures aller et retour de telle façon que, en principe, l'ensemble du circuit se réglera automatiquement en fonction de la puissance calorifique nécessaire. Compte tenu de cette régulation, une température aller réglée en fonction des conditions atmosphériques -7- n'est pas absolument nécessaire, ce qui permet de réaliser les éléments de réglage à installer à des coûts avantageux. Toutefois, si une régulation en fonction des conditions atmosphériques est exigée, il est également possible d'uti- liser la température extérieure ou la température aller seule pour la commande de la vitesse de la pompe de circu- lation centrale P. -8 - Revendications 1 Installation de chauffage avec une canalisation circulaire (R) dans laquelle l'eau de chauffage passant par la chaudière (K) est recyclée par une pompe de circulation centrale (P) et à laquelle les radiateurs (H) sont raccor- dés en dérivation par l'intermédiaire d'une conduite d'arri- vée (a) et d'une conduite d'écoulement (b), l'arrivée de l'eau de chauffage aux radiateurs respectifs étant réglée en fonction de la température ambiante, c a r a c t é r i S é e e N c e q u ' à chaque radiateur (H) est associée une unité de dosage (D) montée dans son circuit en dérivation (a, b) et débitant l'eau de chauffage et que le débit et/ou la durée de fonctionnement des unités de dosage peuvent être réglés en fonction des températures ambiantes respectives. 2 Installation de chauffage selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce qu'elle cosporte un appareil de commande centralisée (ZS) qui surmodul'è la régulation en fonction de la température des unités de dosage (D) pendant des périodes déterminées afin de mettre les unités de dos age hors de service pendant ces périodes. 3 Installation de chauffage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les unités de dosage (D) sont entraînées par un moteur à courant continu à basse tension. 4 Installation de chauffage selon la revendica- tion 3, caractérisée en ce que la canalisation circulaire (R) constitue l'un des conducteurs électriques pour l'ali- mentation électrique des moteurs à courant continu. Installation de chauffage selon l'une des revendications i à 4 avec une régulation de la température aller en fonction des conditions atmosphériques, caractéri- sée en ce que la pompe de circulation centrale (P) est commandée par la température extérieure ou la température aller par l'intermédiaire de l'appareil de commande centra- lisée (ZS). _ 9 _ 6 Installation de chauffage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le débit et/ou la durée de fonctionnement de la pompe de circulation centrale (P) sont commandéspar la différence de température entre les températures aller et retour de l'eau de chauffage.