Brevet FR2530000A1 — publié le 19840113

Installation de chauffage de bâtiments par le sol. La présente invention est relative au chauf- fage de bâtiments par le sol. Le chauffage par le sol des bâtiments d'habi- tation s'effectue en faisant passer dans le plancher des pièces du bâtiment des boucles de chauffage, gé- néralement en tube de polychlorure de vinyle, parcou- rues par de l'eau portée à une température relative- ment peu élevée par rapport à celle à laquelle elle est portée dans les autres modes de chauffage La température de l'eau dans les boucles de chauffage par le sol est habituellement comprise entre 35 et 400 environ Cette température d'eau relativement basse, l'émission calorifique et l'inertie du système donnent au chauffage par le sol des caractéristiques bien particulières Les systèmes de régulation classi- ques, comprenant un régulateur (pont de Wheatstone- amplificateur commandant un micro-moteur) agissant sur une vanne de mélange à trois ou quatre voies, le plus souvent à fonction proportionnelle intégrale, ne permettent pas de réaliser une régulation très préci- se dans chaque pièce La régulation est uniquement une régulation centrale En outre, tous ces systèmes de régulation, destinés à coopérer avec des surfaces de chauffe portées à des températures élevées allant de 70 à 900 C, sont inadaptées au chauffage par le sol. En particulier, il est alors très difficile de pren- dre en compte les appoints de chaleur gratuits, dus par exemple à la présence d'une grande baie vitrée ensoleillée ou aux apports calorifiques des appareils de cuisson. L'invention pallie ces inconvénients par une installation comprenant une source d'eau chaude, un premier conduit mettant la sortie de la source d'eau chaude en communication avec une première voie d'une vanne mélangeuse à trois voies, un deuxième conduit sur lequel est monté un circulateur et qui met une deuxième voie de la vanne mélangeuse en communication avec l'entrée de plusieurs boucles de chauffage par le sol affectées respectivement à des pièces différen- tes du bâtiment, un conduit de retour mettant la sor- tie des boucles de chauffage en communication avec l'entrée de la source d'eau chaudet et)par un troisiè- me conduit de dérivation, avec une troisième voie de la vanne mélangeuse,-et un régulateur général comman- dant la vanne mélangeuse en fonction des indications d'une sonde donnant la température de l'eau dans le deuxième conduit, caractérisée en ce que le deuxième conduit débouche dans un collecteur commun aux boucles de chauffage par le sol qui y sont raccordées en pa- rallèle et sur chaque boucle de chauffage est montée une vanne de réglage du débit commandée, par l'inter- médiaire d'un régulateur local, par une sonde de tem- pérature de la pièce du bâtiment à laquelle est affec- tée la boucle de chauffage. On peut ainsi réguler le chauffage, pièce par pièce, par les régulateurs locaux en fonction de la température de la pièce et non plus par le régulateur général inapte à tenir compte des cas particuliers de chaque pièce ce qui, dans le cas d'un chauffage par le sol à basse température, n'est pas admissible. De préférence, une vanne d'arrêt est montée sur chaque boucle de chauffage, de manière à pouvoir court-circuiter cette boucle si l'on souhaite que la pièce à laquelle elle est affectée ne soit pas chauf-. fée Avantageusement, chaque vanne de réglage de dé- bit peut être mise aussi manuellement en position d'arrêt. On obtient une grande souplesse et une grande précision de fonctionnement>en ayant la possibilité 1 O d'abaisser la température pendant la nuit ou pendant une période déterminée>quand on prévoit une horloge qui commande directement les régulateurs locaux. Afin de permettre d'isoler le collecteur du reste de l'installation, il est prévu avantageusement des vannes d'arrêt à l'entrée et à la sortie de celui- ci Le collecteur comporte en outre un purgeur d'air au point le plus haut et un robinet de vidange au point le plus bas Le collecteur est placé en général dans une partie centrale du bâtiment de manière à sim- plifier le raccordement des boucles de chauffage et à faire en sorte que les longueurs de raccordement soient les plus petites possibles et sensiblement égales. Le circulateur peut être une pompe classique associée à un clapet anti-thermosiphon Il est re- commandé de prévoir une dérivation qui met le conduit de retour en communication avec le deuxième conduit et sur laquelle est montée une soupape différentiel- le laissant passer un débit d'eau donné même lorsque toutes les vannes de réglage du débit des boucles de chauffage par le sol sont fermées, de manière à évi- ter une détérioration rapide de la pompe de circula- tion. La figure unique du dessin annexé est un schéma d'une installation suivant l'invention. L'installation de chauffage d'un bâtiment B d'habitation de trois pièces, représentée au dessin, comprend d'amont en aval une source 1 d'eau chaude, qui peut être une chaudière à mazout (gaz), une chaudière à charbon, une chaudière électrique, une pompe à chaleur, un capteur solaire ou autres De l'eau chaude, par exemple à 750 C, sort de la-source 1 par un premier conduit 2 Ce conduit 2 débouche dans la première voie 3 d'une vanne mélangeuse à trois voies Sur un deuxième conduit 4 issu de la-deuxième voie 5 de la vanne sont montés successivment d'amont an aval un circulateur 6, un clapet 47 anti-thermosiphon, une sonde 8 repérant la température de l'eau dans le deuxième conduit 4, une sonde 9 de limitation de la- température, une vanne 10 d'arrêt et un col-lecteur 11. Trois boucles 12, 13, 14 de chauffage par le sol sont raccordées en parallèle sur le collecteur 11. Sur chaque boucle 12, 13, 14 est montée une vanne 15, 16, 17 de réglage du débit à régulateur 18, 19, 20,local commandé par une sonde 21, 22, 23 de température Chaque sonde 21, 22, 23 est placée dans la pièce à laquelle est affectée la boucle 12, 13, 14 de chauffage qui lui correspond Une horloge 24 permet de modifier la commande de chaque régulateur 18, 19, 20 en fonction de la tempé- rature repérée par la sonde 21, 22, 23 Dans le cas o une même et seule pièce comprendrait plusieurs -branches de chauffage, une seule sonde à distance com- manderait plusieurs régulateurs associés à ces branches. Sur chaque boucle 12, 13, 14 de chauffage est en outre % 30 montée une vanne 25, 26,-27 d'arrêt. Du collecteur 1 i part par une vanne 28 d'arrgt un conduit 29 de retour qui débouche à l'entrée de la source 1. Un troisième conduit,30 de dérivation met le conduit 29 de retour en communication avec la troisième voie 31 de la vanne mélangeuse à trois voies Une dérivation 32, sur laquelle est montée une soupape 33 différentielle, met en communication le conduit 29 de retour, en amont de l'endroit d'o est issu le troisième conduit 30, avec le deuxième con- duit 4 en aval de la sonde 9 de limitation de la tem- pérature. La vanne mélangeuse à trois voies est comman- dée par un régulateur 34 général en fonction de la température extérieure au bâtiment repérée par une sonde 35 et en fonction de la température repérée par la sonde 8 Quand la température de l'eau dans le deuxième conduit 4 dépasse un seuil prescrit, la son- de 9 commande l'arrêt du circulateur 6 par 1 'interm 6- diaire du régulateur 34. L'installation fonctionne de la manière suivante De l'eau chaude passe dans le conduit 2 et est mélangée dans la -vanne à trois voies à de l'eau refroidie provenant du conduit 30 de manière à ce que l'eau circulant dans le deuxième conduit 5 ait une température de 35 à 40 C L'eau à une température de à 400 C arrive dans le collecteur il et se répartit entre les trois boucles 12, 13, 14 de chauffage par le sol en fonction des ouvertures des vannes 15, 16, 17 de réglage du débit telles que commandées par les régulateurs 18, 19, 20 locaux sous l'action des son- des 21, 22, 23 et, le cas échéant, de l'horloge 24. Si la température de l'eau dans le conduit 4 s'écarte de 35 à 40 'C la sonde 8 agit sur le régula- teur 34 pour modifier le rapport des débits entre les voies 3 et 30 par lesquelles arrivent respectivement de l'eau chaude et de l'eau refroidie. REVENDICATIONS 1 Installation de chauffage de bâtiments par le sol, comprenant une source ( 1) d'eau chaude, un premier conduit ( 2) mettant la sortie de la source ( 1) d'eau chaude en communication avec une première voie ( 3) d'une vanne mélangeuse a trois voies, un deu- xième conduit ( 4) sur lequel est monté un circulateur ( 6) et qui met une deuxième voie ( 5) de la vanne mé- langeuse en communication avec l'entrée de plusieurs boucles ( 12, 13, 14) de chauffage par le sol affec- tées respectivement à des pièces différentes du bâti- ment, un conduit ( 29) de retour mettant la sortie des boucles ( 12, 13, 14) de chauffage en communication avec l'entrée de la source ( 11) d'eau chaude, et, par un troisième conduit ( 30) de dérivation, avec une troisième voie ( 31) de la vanne mélangeuse, et un ré- gulateur ( 34) général commandant la vanne mélangeuse en fonction des indications d'une sonde ( 8) donnant la température de l'eau dans le deuxième conduit ( 4), caractérisée en ce que le-deuxième conduit ( 4) débou- che dans un collecteur ( 11) commun aux boucles ( 12, 13, 14) de chauffage par le sol qui y sont raccordées en parallèle et sur chaque boucle ( 12, 13, 14) de chauffage est montée une vanne ( 15, 16, 17) de régla- ge du débit commandée, par l'intermédiaire d'un régu- lateur local ( 18, 19, 20), par une sonde ( 21, 22, 23) de la température de la pièce du bâtiment à laquelle est affectée la boucle ( 12, 13, 14) de chauffage. 2 Installation suivant la revendication 1, caractérisée par une vanne ( 25, 26, 27) d'arrêt mon- tée sur chaque boucle de chauffage. 3 Installation suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque vanne ( 15, 16, 17) de réglage de débit peut être mise manuellement en position d'arrêt. 4 Installation suivant l'une des revendica- tions 1 à 3, caractérisée par une horloge ( 24) qui commande les régulateurs ( 18, 19, 20) locaux de ma- nière à abaisser la température pendant la nuit ou pendant une période déterminée. 5 Installation suivant l'une des revendica- tions 1 à 4, caractérisée par des vannes ( 10, 28) d'arrêt a l'entrée et à la sortie du collecteur ( 11). 6 Installation suivant l'une des revendica- tions 1 à 5, caractérisée par une dérivation ( 32), qui met le conduit ( 29) de retour en communication avec le deuxième conduit et sur laquelle est mon- tée une soupape ( 33) différentielle laissant passer un débit d'eau donné même lorsque toutes les vannes ( 15, 16, 17) de réglage du débit des boucles ( 12, 13, 14) de chauffage par le sol sont fermées. 7 Installation suivant l'une des revendica- tions 1 à 6, caractérisée par un clapet ( 7) anti- thermosiphon monté en aval du circulateur ( 6). 8 Installation suivant l'une des revendica- tions 1 à 7, caractérisée par une sonde ( 35) de tempé- rature extérieure commandant le régulateur ( 34) prin- cipal. 9 Installation suivant l'une des revendica- tions 1 à 8, caractérisée par une sonde ( 9) repérant la température dans le deuxiéme conduit ( 5) et commandant l'arrêt du circulateur ( 6) lorsque cette température dépasse un seuil prescrit.