Brevet FR2597585A1 — publié le 19871023

La présente invention concerne des installations de chauffage central pour locaux d'habitation et, plus particulièrement, de telles installations comportant en combinaison une boucle à grande inertie et une boucle à faible inertie. A l'heure actuelle, la construction est assujettie à des normes d'isolation thermique strictes. Ces exigences permettent de prévoir, pour les habitations, des moyens de chauffage dans lesquels le fluide caloporteur est à température modérée. On peut, par exemple, alimenter un plancher chauffant avec de l'eau dont la température est souvent 10 inférieure à 450C. On atteint des températures de sol de l'ordre de 260C qui assurent des températures d'ambiance voisines de 200C. Outre le fait qu'il offre un confort très satisfaisant, le plancher chauffant à basse température permet l'emploi de générateurs thermiques performants tels que des chaudières à condensation dont le 15 rendement est maximal pour des températures d'eau inférieures à 500C. Dans une maison d'habitation, la distribution est souvent faite de telle façon que la partie jour soit au niveau bas ou rez-dechaussée et la partie nuit à l'étage. Un plancher chauffant basse température, qui a une grande inertie, est tout-à-fait adapté à la 20 partie jour à laquelle il assure en permanence une température régulière. De plus, les exigences particulières qu'il nécessite en ce qui concerne la dalle et les revêtements de sol ne sont pas très lourdes. Par contre, à l'étage, ces exigences sont plus importantes et 25 augmentent nettement le prix de revient. De plus, pour la partie nuit, un plancher chauffant basse température paratt moins adapté que pour la partie jour car il est intéressant de prévoir une possibilité d'intermittence permettant de réduire la température pendant les heures d'inoccupation des locaux et/ou pendant les heures de sommeil. 30 Donc, pour l'étage ou la partie nuit de la maison, il est préférable de disposer d'un équipement de chauffage à faible inertie, avec des radiateurs, par exemple. Des installations de chauffage regroupant les deux systèmes précités ont été prévues, mais elles nécessitent deux températures 35 d'eau, l'une entre 40 et 50 C pour le plancher chauffant, l'autre entre 60 et 800C pour les radiateurs. 2: 0 2597585 Les solutions proposées jusqu'à ce jour sont onéreuses et comportent des circuits hydrauliques compliqués. De plus, la température de l'eau doit être comprise entre 60 C et 80 C et ne permet pas de bénéficier des performances des générateurs thermiques à haut rendement tels que les chaudières à condensation. Un objet de la présente invention consiste. à prévoir une installation regroupant les deux systèmes dans laquelle la température de l'eau est modérée quand seul le plancher chauffant demande de la chaleur et plus élevée quand se manifeste une demande des radiateurs. 10 En pratique, les installateurs prévoient un écart sensible entre la puissance installée de la chaudière et la puissance généralement demandée. Ainsi, il est courant d'utiliser des chaudières de 20 kW de puissance installée pour un besoin de 8 kW en moyenne. Comme on l'expliquera dans la suite, l'eau doit être amenée à la température la 15 plus élevée pendant des périodes de courte durée et, pour cela, la surpuissance de la chaudière est parfaitement utilisable. Donc, l'invention ne nécessite pas de besoin spécial en ce qui concerne la chaudière. Selon une caractéristique de l'invention, l'installation com20 porte: - une chaudière dont le départ d'eau est muni d'un premier aquastat, - un collecteur de retour d'eau, - une vanne d'aiguillage à deux voies à l'extrémité du départ 25 d'eau de la chaudière, - une première boucle, avec un premier collecteur de départ comportant un second aquastat, entre la première sortie de la vanne d'aiguillage et le collecteur de retour, ladite première boucle alimentant un premier dispositif de chauffage à température modérée et 30 forte inertie, ledit dispositif comportant un premier moyen de régulation de température, - une seconde boucle, avec un second collecteur de départ, entre la seconde sortie de la vanne d'aiguillage et le collecteur de retour, ladite seconde boucle alimentant un second dispositif de chauffage à 35 température plus élevée et faible inertie, avec un second moyen de régulation de température, : C - un organe de commande commandé par le second moyen de régulation de température, pour commuter la vanne d'aiguillage vers la seconde boucle quand il y a demande de la part du second moyen de régulation de température, et commuter la commande du brûleur de la 5 chaudière sur le premier aquastat dont la température de consigne est supérieure à la température désirée pour la seconde boucle, et pour commuter ladite vanne d'aiguillage vers la première boucle quand il n'y a plus demande de la part du second moyen de régulation de température, et commuter la commande de brQleur sur ledit second 10 aquastat de la première boucle et le premier moyen de régulation de température. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de chauffage de la première boucle à température modérée et forte inertie comporte un ou des planchers chauffants. Selon une autre caractéristique, le dispositif de chauffage de la seconde boucle à haute température et faible inertie consiste en des radiateurs de faible inertie et de faible capacité d'eau. Selon une autre caractéristique de l'invention, le volume en eau de la première boucle est beaucoup plus important que celui de la 20 seconde boucle. Selon une autre caractéristique de l'invention, entre phase et neutre, le contact du second moyen de régulation de température est monté en série avec un relais à deux contacts de travail, le premier contact de travail du relais étant monté en série avec l'aquastat de 25 la chaudière et la commande du brQleur, le second contact de travail étant monté en série avec la commande de la vanne d'aiguillage à deux voies, l'aquastat de la chaudière et la commande du brQleur étant également montés en série avec l'aquastat de la première boucle et le contact du premier moyen de régulation de température. Selon une autre caractéristique de l'invention, le relais comporte encore un contact de repos monté en série entre l'aquastat de la chaudière, d'une part, et l'aquastat de la première boucle et le contact du premier moyen de régulation de température, d'autre part. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi 35 que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: 15 20 25 30 35 la Fig. 1 est une vue schématique d'une installation de chauffage selon l'invention, et la Fig. 2 est une vue schématique d'un circuit électrique commandant le fonctionnement de l'installation de la Fig. 1. De la chaudière 1, Fig. 1, sort une conduite de départ d'eau 2 munie d'un aquastat 3. A l'extrémité de la conduite 2, se trouve une vanne d'aiguillage à deux voies 4. D'autre part, à la chaudière 1 arrive une conduite de retour d'eau 5 comportant un accélérateur 6. A partir d'une voie 4' de la vanne 4, une boucle 7 est formée, comportant un aquastat 8, un collecteur 9 et, entre le collecteur 9 et un collecteur de retour 5' communiquant avec la conduite 5, une pluralité d'organes de chauffage tels que des plancher chauffants PC1,..., PCn. A la Fig. 1, on n'a représenté que trois organes de chauffage PCl, PC2 et PC3. De préférence, les organes PC1 à PCn sont montés en parallèle. L'ensemble des organes de chauffage PC1 à PCn comporte un moyen de régulation de température REG1, Fig. 2. Entre l'autre sortie 4" de la vanne 4 et un collecteur de retour 5" communiquant également avec la conduite 5, est prévue une boucle 10 comprenant un collecteur de départ d'eau 11 et une pluralité d'organes de chauffage à faible inertie tels que des radiateurs R1,..., Rn. A la Fig. 1, ces radiateurs sont au nombre de trois. De préférence, les radiateurs R1 à Rn sont montés en parallèle entre le collecteur 11 et le collecteur de retour 5". Les radiateurs R1 à Rn ont une faible capacité d'eau et le volume en eau total de la boucle 10 est nettement inférieur à celui de la boucle 7. La boucle 10 comporte elle aussi un moyen de régulation de température REG2, Fig. 2. Le contact du moyen REG2 est monté en série avec un relais K entre le fil de neutre N et le fil de phase P, Fig. 2. Le relais K a deux contacts de travail K1 et K2 et un contact de repos K3. Avec le contact de travail K1, est montée en série entre les fils N et P la commande 12 de la vanne d'aiguillage à deux voies 4. Lorsqu'elle est sous tension, la commande 12 ouvre la vanne 4 sur la voie 4". Lorsqu'il ne passe pas de courant dans la commande 12, la vanne est ouverte sur sa voie 4'. 2597585 Le deuxième contact de travail K2 est monté en série avec l'aquastat 3 de la chaudière 1 et la commande 13 du brûleur entre les fils N et P. La commande 13 et l'aquastat 3 sont également montés en série avec l'aquastat 8 et le moyen REG1, entre les fils N et P. Entre 5 l'aquastat 3, d'une part, et l'aquastat 8 et le moyen REG1, d'autre part, se trouve le contact de repos K3 du relais K. L'installation selon l'invention fonctionne comme suit. Quand il n'y a pas de demande de la part du moyen de régulation de température REG2 de la seconde boucle 10, le relais K n'est pas alimenté. La commande 12 de la vanne 4 n'est pas sous tension et cette dernière est ouverte sur sa voie 4', vers la boucle 7. Le contact K3 étant fermé, l'aquastat 8 est au travail et limite la température de l'eau dans la boucle à moins de 500C, par exemple. Ainsi, si la chaudière 1 est une chaudière à condensation, elle fonctionne avec un rendement maximal. 15 Le chauffage de la boucle 7 est régulé par le moyen REG1. En pratique, REG1 est un moyen classique. S'il y a demande de la part du moyen REG2 de la boucle 10, le contact K1 du relais 4 se ferme. La commande 12 inverse la vanne 4 en l'ouvrant par sa voie 4" sur la boucle 10. Il n'y a donc plus de 20 circulation d'eau dans la boucle 7. Le contact K2 étant également fermé, la commande de brQleur 13 est activée, tant que la température de l'eau de départ est inférieure à la température de consigne de l'aquastat 3 de la chaudière 1. La température de consigne de l'aquastat 3 est, par exemple, de 800C. D'autre part, comme le contact 25 de repos K3 est ouvert, il ne passe pas de courant dans l'aquastat 8 et le moyen REG1. De préférence, le volume d'eau dans la boucle 10 est peu important. Ainsi, quand il y a demande de la part du moyen REG2, l'eau arrive rapidement à haute température dans la boucle 10 et les 30 radiateurs R1 à R3 rétablissent rapidement la température de consigne du moyen REG2. Pendant ce temps, il n'y a pas eu de circulation d'eau dans la boucle 7 mais, commrne cette boucle a une grande inertie, la baisse de température est très minime. Quand cesse la demande de calories par le moyen REG1, la 35 circulation d'eau chaude s'arrête dans la boucle 10 et reprend dans la boucle 7, comme on l'a expliqué précédemment. Comme il y a une grande différence de volume en eau entre la boucle 7 et la boucle 10, l'eau i -X/ : ::::: : S a: -à: n ::::::: : X X A: 0 u: 5 :: . : :,. : . : : D : .. : : : . -: : f:: : - -:: :: . ::.' : D::: f =::: - a:: : A, :: -::: :: 0.; ' s 0: ' ::; ::: : ::: A: : - \7:: X.: : f :: :: :: -: - à: -.,,:: . de retour de la boucle 10 qui peut être à plus de 50 C se refroidit rapidement au contact de l'eau de la boucle 7, si bien qu'elle ne provoque pas une augmentation de température momentanée importante des planchers chauffants synonyme d'inconfort. En pratique, dans une maison d'habitation, la boucle 7 peut être utilisée pour chauffer la partie jour et la boucle 10 pour chauffer la partie nuit. REVENDICATIONS 1) Installation de chauffage central comportant: - une chaudière (1) dont la conduite de départ d'eau (2) est munie d'un aquastat (3), - un collecteur de retour d'eau (5, 5', 5"), caractérisée en ce qu'elle comporte encore: - une vanne d'aiguillage à deux voies (4) à l'extrémité de la conduite de départ d'eau (2) de la chaudière (1), - une première boucle (7), avec un premier collecteur de départ (9) comportant un second aquastat (8), entre la première sortie (4') 10 de la vanne (4) et le collecteur de retour (5'), ladite première boucle (7) alimentant un premier dispositif de chauffage à température modérée et à forte inertie, ledit dispositif comportant un premier moyen de régulation de température (REG1), - une seconde boucle (10), avec un second collecteur de départ 15 (11), entre la seconde sortie (4") de la vanne (4) et le collecteur de retour (5"), ladite seconde boucle (10) alimentant un second dispositif de chauffage à température plus élevée et faible inertie, avec un second moyen de régulation de température (REG2), et - un organe de commande (K) commandé par le second moyen de 20 régulation de température (REG2), pour commuter la vanne (4) vers la seconde boucle (10) quand il y a demande de la part du second moyen de régulation de température (REG2), et commuter la commande (13) du brûleur de la chaudière (1) sur le premier aquastat (3) dont la température de consigne est supérieure à la température désirée pour 25 la seconde boucle (10), et pour commuter la vanne (4) vers la première boucle (7) quand il n'y a plus de demande de la part du second moyen de régulation de température (REG2), et commuter la commande (1î du brûleur sur le second aquastat (8) et le premier moyen de régulation de température (REG1) de la première boucle (7). 2) Installation de chauffage central selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de chauffage de la première boucle (7) à température modérée et forte inertie comporte un ou des planchers chauffants (PC1 à PC3). 3) Installation de chauffage central selon la revendication 1 ou 35 2, caractérisée en ce que le dispositif de chauffage de la seconde boucle (10) à haute température et faible inertie consiste en des radiateurs (R1 à R3) de faible inertie et de faible capacité d'eau. e 4) Installation de chauffage central selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le volume en eau de la première boucle (7) est beaucoup plus important que celui de la seconde boucle (10). 5) Installation de chauffage central selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que, entre la phase (N) et le neutre (P), le contact du second moyen de régulation de température (REG2) est monté en série avec un relais (K) à deux contacts de travail (K1, K2), le premier contact de travail (K1) est monté en 10 série avec l'aquastat (3) de la chaudière (1), le second contact de travail (K2) est monté en série avec la commande (12) de la vanne (4), l'aquastat (3) de la chaudière et la commande (13) du brûleur sont montés en série avec l'aquastat (8) de la première boucle (7) et le contact du premier moyen de régulation de température (REG1). 15 6) Installation de chauffage central selon la revendication 5, caractérisé en ce que le relais (K) comporte, de plus, un contact de repos (K3) monté en série sur le fil réunissant l'aquastat (3) de la chaudière (1), d'une part, et l'aquastat (8) de la première boucle et le contact du premier moyen de régulation de température (REG1), d'autre part. :