Brevet FR2820810A1 — publié le 20020816

La présente invention concerne un dispositif permettant un excellent recyclage d'un circuit de distribution d'eau chaude sanitaire collectif tout en limitant au maximum les déperditions thermiques dues à ce recyclage, les coûts énergétiques dudit recyclage ainsi que les coûts de mise en oeuvre d'un tel circuit et tout en augmentant ses performances grâce à un meilleur équilibrage des débits de recyclage. Un circuit de distribution d'eau chaude sanitaire collectif doit permettre à n'importe lequel des usagers d'obtenir une eau à la température de fourniture quasi-immédiatement après avoir ouvert le robinet destiné à cet usage. En effet, l'obligation légale de comptage et/ou de répartition des coûts de production d'eau chaude sanitaire est incompatible avec le fait que l'eau qui coulerait après ouverture du robinet soit d'abord froide alors qu'elle est comptabilisée comme chaude dès l'ouverture dudit robinet. C'est la raison pour laquelle, depuis fort longtemps, les installations de distribution collectives d'eau chaude sanitaire sont équipées d'un système de recyclage dont le but est de maintenir l'eau des collecteurs (parties horizontales des circuits) et colonnes (parties verticales des circuits) à une température voisine de celle de distribution et relativement uniforme à n'importe quel point du réseau de distribution. Ce circuit de recyclage est toujours composé d'un réseau parallèle et bouclé aux extrémités terminales de chacune des branches de l'installation. L'eau y est maintenue en température par une pompe de circulation placée en général dans le local de production et fonctionne en permanence. Un tel système fonctionne en général assez bien pourvu qu'il soit équipé de vannes permettant l'équilibrage thermodynamique de l'installation de façon à ce que les débits de recyclage soient identiques dans toutes les branches, ce qui est assez complexe à obtenir, vu que les pertes de charges du réseau sont différentes en fonction des longueurs et des sections. En revanche, le fait d'avoir un réseau presque double (le réseau de recyclage est toujours composé de tubes de diamètres assez fins) dans lequel circule de l'eau à une température relativement élevée (la législation la limite à 55OC), 24 heures sur 24 et tous les jours, conduit à des déperditions élevées, fréquemment augmentées par le fait que les calorifuges de ces réseaux sont souvent mal exécutés, de mauvaise qualité, voire inexistants, et que les canalisations passent presque toujours dans des volumes froids, sous-sols, mais surtout gaines techniques où se trouvent également des gaines de ventilation, facteur aggravant puisqu'elle refroidissent davantage lesdites gaines. A ces coûts énergétiques dus aux déperditions s'ajoutent ceux du fonctionnement permanent de la pompe de recyclage sous forme de courant électrique. Le dispositif suivant l'invention diffère des installations traditionnelles en cela que le tube destiné au recyclage permanent de l'eau chaude sanitaire est installé à l'intérieur du tuyau de distribution, essentiellement sur les colonnes, bien qu'il soit parfaitement possible de l'appliquer également aux collecteurs en multipliant les raccords spécifiques prévus par le dispositif. Cette solution supprime la très grande majorité des déperditions dues au réseau de recyclage et permet également d'utiliser un tube de très petit diamètre, ce qui se traduit, d'une part par des débits beaucoup plus faibles qu'avec un système traditionnel, donc un circulateur avec des débits et pressions de service notoirement plus faibles et des consommations électriques moindres et un prix d'achat moins élevé, et d'autre part, par un auto-équilibrage de l'ensemble des réseaux dus à une pression résultante un peu plus forte appliquée à ces faibles débits. Sur la plupart des installations, on pourra également faire l'économie des vannes d'équilibrage des réseaux de recyclage de ce fait. Le tuyau de recyclage est extrêmement facile à glisser à l'intérieur des colonnes ou collecteurs du fait de sa petite section et quel que soit le matériau dont est composé le réseau de distribution principal. Cette opération est encore plus facile et bon marché si on utilise un tube en matière plastique prévue et agréée pour un usage d'eau chaude sanitaire telle que le polyéthylène (PE), polyéthylène réticulé (PER), polyéthylène réticulé à barrière d'oxygène (PEX) ou polybutène (appelé également polybutylène) (PB). Dans ce cas et vu le fait qu'il soit assez flexible, il sera préférable de le glisser par le haut de la colonne. Il est évident que le dispositif suivant l'invention sera encore mieux adapté à des réseaux de distribution entièrement conçus en matériaux de synthèse et spécialement en polybutène et polypropylène, matériaux dont les assemblages sont polyfusés, ce qui facilite encore plus l'introduction du tube de recyclage. Enfin, l'utilisation de matériaux caractérisés par des coefficients de rugosité très faibles augmente encore les performances du dispositif en cela que la présence du petit tube de recyclage à l'intérieur du tuyau de distribution se traduit alors par des pertes de charges supplémentaires tellement faibles qu'elles n'influent que très peu le débit final de l'installation malgré la diminution de la section réelle de passage de l'eau chaude sanitaire. En ce qui concerne les colonnes, le dispositif suivant invention prévoit également que le tube de recyclage interne soit fixé en partie basse des colonnes et soit inférieur d'environ 0.5 mètre à la hauteur totale de la colonne, ce qui, en terminant celle-ci en cloche fermée, peut servir de dispositif anti-bélier très efficace et dont le coût est quasiment gratuit. Pour les motifs de mise en route, les points hauts de colonne peuvent être munis de purgeurs. La seule difficulté structurelle du dispositif suivant l'invention pourrait se situer à priori au niveau des changements de direction, en particulier en bas de colonnes. Cette difficulté est résolue par le montage présenté par la figure 1 qui présente trois particularités : - d'abord, il utilise exclusivement des pièces et raccords existant dans le commerce et d'un usage tout à fait courant - ensuite, sa mise en oeuvre ne nécessite aucun outillage autre que celui traditionnellement utilisé en plomberie courante - enfin, il présente la particularité de distribuer le recyclage dans l'axe de la colonne et la distribution sur un axe perpendiculaire, ce qui permet une prise en charge plus aisée des mouvements de dilatation des colonnes, particulièrement en cas d'utilisation des tubes en résines synthétiques. Le montage de pied de colonne ou changement de direction présenté par la figure 1 peut être aussi bien être effectué avec des raccords et pièces métalliques qu'en résines synthétiques A titre d'information les tubes de recyclage internes prévus par le dispositif suivant invention n'ont pas besoin d'avoir un diamètre plus élevée que 8mm intérieur pour des colonnes desservant une douzaine de logements et 10mm pour des colonnes desservant entre 13 et 25 logements. Au-dessus de ces quantités, un diamètre intérieur de 12mm suffira dans la majorité des cas. Outre les économies des coûts de matériel installé et d'exploitation en cela qu'il diminue fortement les déperditions thermiques et les coûts de fonctionnement des circulateurs de recyclage, le dispositif suivant invention engendre de surcroît deux autres économies significatives par rapport à un système de distribution à recyclage classique, à savoir : - une diminution des percements des dalles puisqu'il n'y a qu'un seul tuyau au lieu de deux - une diminution de la surface et des volumes des gaines techniques nécessaires à l'installation des colonnes d'eau chaude sanitaire Le dispositif suivant invention n'est en aucun cas limité à un usage en distribution d'eau chaude sanitaire bien qu'il s'agisse de son utilisation principale. Il peut aussi s'appliquer chaque fois qu'il est nécessaire de maintenir un fluide en mouvement dans des canalisations (de l'eau froide qu'on souhaite empêcher de geler, ou un liquide qui doit être homogénéisé en permanence, pour ne citer que deux exemples) La figure 1 présente un exemple de réalisation de séparation des réseaux en pied de colonne entre une colonne de distribution d'eau chaude sanitaire en polybutène thermofusé diamètre DN40 (B) avec tube de recyclage interne en polyéthylène réticulé PER 8/10 (8mm intérieur et 10mm extérieur) (E). En partie basse, la colonne est équipée d'un Té (A) de même diamètre intérieur que le diamètre nominal de la colonne. L'alimentation (D) venant du collecteur peut être constituée d'un tube rigide de même diamètre que la colonne, d'un tube semi-rigide également de même diamètre ou d'un raccord flexible toujours de même diamètre. Elle peut être équipée d'une vanne de pied de colonne non représentée pour la lisibilité de la figure. Le dispositif de raccordement au collecteur de recyclage (C) est composé d'une douille mixte (1 côté à thermofuser et 1 côté fileté), d'un raccord à sertir commercialisé par le fournisseur du tube de recyclage, d'un joint fibre et d'un raccord bronze plomberie tout à fait standard. Il peut également être muni d'une vanne non représentée pour la lisibilité de la figure. Cette figure d'exemple n'est en aucun cas limitative, ni en ce qui concerne les matériaux mis en oeuvre, ni en ce qui concerne le dimensionnement des différents composants de l'installation. REVENDICATIONS - 1) Dispositif pour recycler un fluide dans un réseau, en particulier l'eau chaude sanitaire dans les installations de distribution d'eau chaude sanitaire, caractérisé par le fait que les tuyaux de recyclage sont placés à l'intérieur des tuyaux de distribution. - 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les tuyaux de recyclage et de distribution sont séparés en pied de colonne ou emplacement de changement de direction par un montage tel que présenté sur la figure 1 et qui prévoit que le Té d'assemblage (A) est du même diamètre normalisé que celui de la colonne (B), que la sortie du réseau de recyclage (C) est dans le même axe que le tuyau principal de la colonne (B), que l'entrée de la distribution principale (D) est placée obliquement et latéralement par rapport à l'axe de la colonne. - 3) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'il n'utilise que des matériaux et raccords d'usage courant, faisant l'objet d'avis du CSTB, et dont l'assemblage se fait avec un outillage traditionnel en plomberie.