Brevet FR2820811A1 — publié le 20020816

r La présente invention concerne un dispositif de circulation de fluide caloporteur, un ensemble et une installation de chauffage. Le dispositif et l'ensemble sont en particulier destinés à être intégrés dans une installation de chauffage d'un immeuble utilisant un fluide caloporteur. Le fluide caloporteur est généralement constitué par de l'eau. EP-A-0 866 279 divulgue un dispositif de circulation de fluide caloporteur pour un seul radiateur destiné à chauffer l'air par échange thermique avec le fluide caloporteur et présentant un circuit de circulation du fluide caloporteur dans le radiateur, une entrée et une sortie de fluide. Ce dispositif est destiné à être en liaison avec un circuit aller de fluide caloporteur destiné à alimenter le radiateur et un circuit retour de fluide caloporteur destiné à récupérer le fluide caloporteur après refroidissement dans le radiateur. Une pompe dédiée à chaque radiateur, et dimensionnée en conséquence, est disposée dans le circuit aller ou dans le circuit retour, à proximité du radiateur. L'invention a pour objectif de réduire le coût d'une installation de chauffage utilisant un fluide caloporteur, tout en améliorant le confort qu'elle procure aux occupants de l'immeuble ou de la demeure. Pour ce faire, l'invention propose que le dispositif comprenne en outre des moyens de recirculation pour : - prélever, en aval de la pompe, une partie du fluide caloporteur issu dudit circuit de circulation du radiateur, - réinjecter dans le circuit de circulation du radiateur, en amont de la pompe et en mélange avec le fluide caloporteur, ladite partie du fluide caloporteur prélevée, - des moyens pour faire varier la proportion de fluide caloporteur prélevée. Ainsi, il est possible de faire varier la température du fluide caloporteur entrant dans le radiateur. Par conséquent, chaque occupant peut r choisir indépendamment des autres occupants le mode de fonctionnement de ses radiateurs et profiter des avantages de chacun d'eux. Une température d'entrée modérée dans le radiateur permet un fonctionnement en chaleur douce améliorant le confort grâce à une meilleure homogénéité des températures dans la pièce dans laquelle le radiateur est placé et accroit la sécurité. Une température d'entrée élevée dans le radiateur permet de chauffer rapidement la pièce, autrement dit d'avoir une réserve de puissance thermique, tout en ayant des radiateurs de classe P30 (Température moyenne = 50 C et Différence de Température entrée/sortie 20 C), dimensionnés pour combattre les déperditions vers l'extérieur. Avantageusement, l'invention propose que les moyens pour faire varier la proportion de fluide caloporteur prélevée comprennent une vanne. Ainsi, l'utilisateur peut aisément faire varier la température d'entrée du fluide caloporteur dans le radiateur à son gré. De plus, cette solution est simple, robuste et peu onéreuse. Elle permet de supprimer aisément le prélèvement du fluide caloporteur issu du circuit de circulation du radiateur, lorsque l'occupant le désire. Selon une caractéristique complémentaire, l'invention propose que les moyens de recirculation comprennent en outre deux diaphragmes ou moyens analogues générant une perte de charge calibrée, disposés dans des conduits dans lesquels circulent respectivement la partie de fluide caloporteur prélevée, avant réinjection et la partie non-prélevée de fluide caloporteur, issues toutes deux dudit circuit de circulation du radiateur, afin de fixer la proportion maximale de fluide caloporteur prélevée. Ainsi, le réglage de la température d'entrée du fluide caloporteur dans le radiateur peut être aisément déterminé. En outre, l'invention propose que la mise en marche et l'arrêt de la pompe ou des moyens analogues soient commandés par un thermostat. r Ainsi, l'obtention de la température désirée est aisée et on améliore le confort tout en limitant le temps de fonctionnement des pompes. Selon une autre caractéristique avantageuse, l'invention propose que : - le dispositif comprenne en outre un clapet anti-retour disposé en aval de la réinjection de la partie de fluide prélevé et en amont du prélèvement de ladite partie du fluide caloporteur issu dudit circuit de circulation radiateur, - la pompe et soient le clapet anti-retour disposés pour l'un en amont du circuit de circulation du radiateur et pour l'autre en aval du circuit de circulation du radiateur, suivant le sens de circulation du fluide caloporteur. Ainsi, on évite que le fluide caloporteur circule en sens inverse du sens normal de fonctionnement et en particulier que le fluide caloporteur puisse circuler entre le circuit de circulation du radiateur et le circuit aller ou le circuit retour, lorsque la pompe est arrêtée. L'invention propose en outre que le dispositif constitue une unité (module) destinée à être interposée entre le radiateur et les circuits aller et retour de fluide caloporteur et pour ce faire, que ledit dispositif comprenne : - des premiers moyens pour alimenter l'entrée du circuit de circulation du radiateur en fluide caloporteur, lesdits premiers moyens comportant : - une première entrée destinée à être reliée au circuit aller de fluide caloporteur, - une première sortie destinée à être reliée à l'entrée du radiateur, - un premier conduit reliant de manière fluide la première entrée et la première sortie du dispositif pour amener le fluide caloporteur du circuit aller dans le radiateur, - des deuxièmes moyens pour alimenter le circuit retour en fluide caloporteur comportant : r une deuxième entrée destinée à être reliée à la sortie du radiateur, une deuxième sortie destinée à être reliée au circuit retour de fluide caloporteur, - un deuxième conduit reliant de manière fluide la deuxième entrée et la deuxième sortie du dispositif pour amener la partie non-prélevée du fluide caloporteur dans le circuit retour, - les moyens de recirculation, lesquels comportent : - un premier branchement disposé dans le premier conduit, pour réinjecter ladite partie de fluide caloporteur prélevée, - un deuxième branchement disposé dans le deuxième conduit, pour prélever ladite partie de fluide caloporteur issu du circuit de circulation du radiateur, - un conduit de recirculation reliant le deuxième conduit au premier conduit par l'intermédiaire respectivement des deuxième et premier branchements, pour faire circuler la partie prélevée du fluide caloporteur, - les moyens pour faire varier la proportion de fluide caloporteur prélevée, - la pompe ou les moyens analogues, disposés soit dans le premier conduit entre le premier branchement et la première sortie, soit dans le deuxième conduit entre la deuxième entrée et le deuxième branchement. Cette unité peut alors notamment être utilisée pour modifier des installations existantes en l'interposant entre les circuits aller et retour et un radiateur existant ou comme élément complémentaire à associer à des radiateurs classiques actuellement commercialisés dans le cas de nouvelles installations. En alternative, l'invention propose un ensemble unitaire de chauffage destiné à être relié à un circuit aller de fluide caloporteur destiné à r alimenter l'ensemble de chauffage et un circuit retour de fluide caloporteur destiné à récupérer le fluide caloporteur après refroidissement dans l'ensemble de chauffage. Selon l'invention, cet ensemble comprend outre l'un des dispositifs précités : - un radiateur présentant un circuit de circulation du fluide caloporteur dans le radiateur, une entrée et une sortie de fluide, ledit dispositif et ledit radiateur étant reliés ensemble de façon unitaire, - une entrée destinée à être reliée au circuit aller de fluide caloporteur, - une sortie destinée à être reliée au circuit retour de fluide caloporteur. Ainsi, cet ensemble unitaire est destiné à être posé de la même manière que les radiateurs classiques auxquels il se substitue, en le branchant uniquement aux circuits aller et retour de fluide caloporteur. L'invention a également pour objet une installation de chauffage. On connaît de manière usuelle des installations de chauffage comprenant : - une pluralité de radiateurs présentant chacun un circuit de circulation du fluide caloporteur dans le radiateur, une entrée et une sortie de fluide, - un circuit aller de fluide caloporteur alimentant les radiateurs, et - un circuit retour de fluide caloporteur récupérant le fluide caloporteur après refroidissement dans les radiateurs. Selon l'invention, l'installation comporte en outre une pluralité de dispositifs tels que précités, reliés chacun d'une part au circuit aller et au circuit retour de fluide caloporteur et d'autre part à l'entrée et à la sortie de fluide d'un seul des radiateurs. Une telle installation permet à chaque utilisateur d'obtenir un fonctionnement adapté à ses besoins : fonctionnement en chaleur douce avec r de faibles variations de températures ou forte puissance de chauffage. En outre, elle permet d'éviter le surdimensionnement des radiateurs généralement pratiqué pour garantir le confort thermique dans les situations particulières (relance, combattre les déperditions vers les logements voisins non chauffés). En outre, l'invention propose que le circuit aller et le circuit retour de fluide caloporteur soient dépourvus de vannes d'équilibrage ou moyens analogues permettant d'équilibrer les pertes de charge des radiateurs, des circuits aller et des circuits retour. La pompe de chacun des dispositifs réglant le débit souhaité pour chacun des radiateurs, les vannes d'équilibrage présentes dans les installations de l'art antérieur ne sont pas nécessaires et peuvent dès lors être supprimées pour réaliser des économies d'investissement. Selon une autre caractéristique avantageuse, l'invention propose que l'installation soit dépourvue d'une vanne générale réinfectant depuis le circuit retour dans le circuit aller, une proportion variable de fluide caloporteur issu d'une pluralité de radiateurs, en fonction d'informations fournies par une sonde de température extérieure. Cette vanne générale trois voies visant, dans les installations de l'art antérieur, à faire varier la température à laquelle le fluide caloporteur est introduit dans le radiateur en fonction de la température extérieure, n'est plus nécessaire dans le cas de l'invention puisque le dispositif de l'invention permet de modifier la température du fluide caloporteur au niveau de chaque radiateur. L'invention va apparaître encore plus clairement dans la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente schématiquement un dispositif conforme à l'invention, r--------------------------------la figure 2 représente schématiquement une variante de dispositif conforme à l'invention, - la figure 3 représente schématiquement une installation de l'art antérieur, - la figure 4 représente schématiquement une installation conforme à l'invention. La figure 1 illustre un ensemble unitaire 4 comprenant un dispositif 1 et un radiateur 2. Cet ensemble présente une entrée 12 reliée à un circuit aller 6 dans lequel circule un fluide caloporteur conformément à la flèche repérée 7 et une sortie 14 reliée à un circuit retour 8 dans lequel le fluide caloporteur issu de l'ensemble 4 circule conformément à la flèche repérée 9. Une vanne d'isolement 16 est interposée entre le circuit aller 6 et l'entrée 12 de l'ensemble et une vanne d'isolement 18 est interposée entre le circuit retour 8 et la sortie 14 de l'ensemble, afin de faciliter le montage/démontage de l'ensemble. Le dispositif comprend un conduit aller 22 amenant le fluide caloporteur, tel qu'illustré par la flèche repérée 23, de l'entrée 12 de l'ensemble jusqu'à l'entrée 34 d'un circuit 32 de circulation de fluide du radiateur et un conduit retour 24 reliant de manière fluide la sortie 14 de l'ensemble à une sortie 36 du circuit 32 du radiateur, tel qu'illustré par la flèche repérée 25. Le dispositif comprend en outre un conduit 26 de recirculation du fluide issu du circuit 32 du radiateur. Ce conduit de recirculation 26 est disposé en parallèle sur le radiateur et est plus précisément raccordé à une extrémité amont au conduit retour 24, par l'intermédiaire d'un branchement 30 et à une extrémité aval au conduit aller 22, par l'intermédiaire d'une prise de branchement 28. Le conduit aller 22 comprend plus précisément une partie amont 22a disposée entre l'entrée 12 de l'ensemble 4 et le branchement 28 et une r partie aval 22b disposée entre le branchement 28 et l'entrée 34 du circuit 32 du radiateur. De même le conduit retour 24 comprend une partie amont 24a disposée entre la sortie 36 du circuit 32 du radiateur et le branchement 30 et une partie aval 24b disposée entre le branchement 30 et la sortie 14 de l'ensemble 4. La partie aval 22b du conduit aller, le circuit 32 du radiateur et la partie amont 24a du conduit retour définissent un circuit principal 20 de circulation du fluide dans l'ensemble 4. Le dispositif 1 comprend en outre une pompe 38 et un clapet anti-retour 42 disposés dans le circuit principal 20 de part et d'autre du circuit 32 du radiateur. Plus précisément, ici le clapet anti-retour 42 est disposé dans la partie amont 24a du conduit retour et la pompe 38 dans la partie aval 22b du conduit aller. Autrement dit, la pompe 38 est disposée en aval et le clapet anti-retour en amont du circuit de circulation 32 du radiateur 2, suivant le sens de circulation du radiateur. La pompe est commandée en tout ou rien par un thermostat 40 avantageusement raccordé à la pompe. Elle n'est destinée à assurer la circulation de fluide caloporteur d'un seul radiateur et est dimensionnée en conséquence. Le dispositif comprend en outre un diaphragme 44 disposé dans la partie aval 24b du conduit retour et un diaphragme 46 disposé dans le conduit de recirculation 26. De préférence, ces deux diaphragmes 44,46 seront sensiblement identiques, ou du moins calibrés de façon à prélever une partie de fluide caloporteur pour le faire circuler dans le conduit de recirculation 26 qui soit sensiblement égale à la partie de fluide caloporteur s'écoulant dans la partie aval 24b du conduit retour, autrement dit dans le circuit retour 8. r Une vanne tout ou rien 48 est également disposée dans le conduit de recirculation 26, afin de maintenir ou d'annuler la partie de fluide prélevée. Lorsque la température détectée par le thermostat 40 est supérieure à la température de consigne fixée par l'occupant de la pièce dans laquelle le dispositif est disposé, la pompe 38 ne fonctionne pas et le fluide caloporteur ne circule pas dans l'ensemble 4. Lorsque la température détectée par le thermostat 40 est inférieure à ladite température de consigne, la pompe se met en marche et débite un volume sensiblement constant, avantageusement de l'ordre de 45 litres par heure pour une puissance de 1000 watts au radiateur. Si la vanne 48 est fermée, le fluide caloporteur entre dans le circuit 32 du radiateur, sensiblement à la température à laquelle il circule dans le circuit aller 6, avantageusement à environ 80oc. Le fluide se refroidit par échange thermique avec l'air de la pièce dans le circuit 32 du radiateur et en ressort avantageusement à une température inférieure à 60oc. Le fluide issu du circuit 32 du radiateur est entièrement récupéré dans le circuit retour 8. Lorsque la vanne 48 est entièrement ouverte, le débit de la partie de fluide prélevée, autrement dit circulant dans le conduit de recirculation 26, conformément à la flèche 27, est égal au débit de la partie de fluide non-prélevée, autrement dit circulant dans le circuit retour et par conséquent au débit de fluide circulant dans le circuit aller, soit avantageusement environ 22,5 litres par heure pour un radiateur de 1000 watts. La partie de fluide prélevée à l'extrémité aval du circuit principal 20, au niveau de l'embranchement 30, est réinjectée dans le circuit principal, à son extrémité amont, au niveau de l'embranchement 28. Ladite partie se mélange alors avec le fluide issu du circuit aller. De préférence, Le fluide caloporteur circulant dans le circuit principal 20 entre donc alors dans le circuit 32 du radiateur à environ 60 C et en ressort à environ 40oc. r La figure 2 illustre une variante dans laquelle l'ensemble 104 est constitué d'une part d'un module 101 définissant une unité en tant que telle et d'autre part d'un radiateur 102 destiné à être fixé au module 101. Autrement dit l'ensemble 104 de la figure 2 se distingue de l'ensemble 4 de la figure 1 en ce que le module 104 présente une sortie 13 destinée à être reliée à l'entrée 34 du circuit 32 du radiateur et une entrée 15 destinée à être reliée à la sortie 36 du circuit 32 du radiateur, mais pouvant en être dissociées afin de séparer le module 101 du radiateur 102. Ainsi, une fois la sortie 13 reliée à l'entrée 34 du circuit 32 du radiateur et l'entrée 15 reliée à la sortie 36 du circuit 32 du radiateur, les ensembles 4 et 104 ne présentent pas de différences notables. Les éléments communs entre les figures 1 et 2 portent le même repère. La figure 3 présente une installation de l'art antérieur disposée dans un immeuble comprenant une pluralité de logements 50. L'installation comprend une pluralité de radiateurs 52 disposés dans la pluralité de logements 50, un circuit aller 56 présentant des ramifications 56a, 56b, 56c jusqu'à chacun des logements, un circuit retour 58 présentant également des ramifications 58a, 58b, 58c jusqu'à chacun des logements, une chaudière 53, une bouteille casse-pression 55 destinée à découpler le fluide circulant dans la chaudière et le fluide circulant dans les radiateurs, une première pompe 57 destinée à faire circuler le fluide caloporteur entre la chaudière et la bouteille casse-pression et une deuxième pompe 88 disposée dans le circuit aller et destinée à faire circuler le fluide caloporteur dans la pluralité de radiateurs. L'installation comprend en outre des vannes 59 commandées chacune par un thermostat d'ambiance 90 disposé dans chacun des logements et destinées à autoriser/interdire la circulation du fluide caloporteur dans la ramification correspondante du circuit aller jusqu'aux radiateurs du logement. r L'installation comprend également des vannes d'équilibrage 61 disposées sur les ramifications du circuit retour pour équilibrer les débits de fluide caloporteur entre les ramifications des circuits aller et retour, ainsi qu'entre les radiateurs de chaque ramification. De plus, l'installation comprend une vanne trois voies 67 réinjectant une partie du fluide caloporteur provenant de la pluralité de radiateurs depuis le circuit retour dans le circuit aller. Cette vanne 67 est commandée par une sonde de température 69 disposée à l'extérieur de l'immeuble pour faire varier la proportion représentée par ladite partie de fluide caloporteur réinjectée. A la figure 4, les éléments correspondants à ceux de la figure 3 ont un repère augmenté de 100. L'installation de la figure 4 se différencie essentiellement de celle de la figure 3 en ce qu'elle est dépourvue de la pompe 88, des vannes 59, des thermostats d'ambiance 90, des vannes d'équilibrage 61, de la vanne trois voies 67 et de la sonde de température extérieure 69. Ces équipements ne sont en effet plus nécessaires du fait du remplacement des radiateurs 52 par des ensembles 154 incluant chacun un radiateur 152 et un dispositif 151 (schématisé) relié d'une part aux circuits aller 156 et retour 158 de fluide caloporteur et d'autre part à l'entrée 184 et à la sortie 186 de fluide des radiateurs. L'ensemble 154 est en outre relié au thermostat 40 et peut indifféremment être constitué par un ensemble correspondant à l'ensemble 4 de la figure 1 ou à l'ensemble 104 de la figure 2. ) t ? Q) ) t**r r*T'A\/tr r Revendications 1. Dispositif (1, 101, 151) de circulation d'un fluide caloporteur, en particulier destiné à un immeuble comprenant un nombre important de pièces, pour un seul radiateur (2,52, 152) destiné à chauffer l'air par échange thermique avec le fluide caloporteur et présentant un circuit (32) de circulation du fluide caloporteur dans le radiateur, une entrée (34,184) et une sortie de fluide (36,186), en liaison avec un circuit aller (6,156) de fluide caloporteur destiné à alimenter le radiateur et un circuit retour (8,158) de fluide caloporteur destiné à récupérer le fluide caloporteur après refroidissement dans le radiateur, ledit dispositif comprenant une pompe (38) ou des moyens analogues pour générer un débit donné de fluide caloporteur dans le circuit de circulation du seul radiateur, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de recirculation (26,28, 30,44, 46,48) pour : - prélever, en aval de la pompe, une partie du fluide caloporteur issu dudit circuit (32) de circulation du radiateur, - réinjecter dans le circuit (32) de circulation du radiateur, en amont de la pompe et en mélange avec le fluide caloporteur, ladite partie du fluide caloporteur prélevée, - des moyens (48) pour faire varier la proportion de fluide caloporteur prélevée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour faire varier la proportion de fluide caloporteur prélevée comprennent une vanne (48). r--------------------------------------------------. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de recirculation comprennent en outre deux diaphragmes (44, 46) ou moyens analogues générant une perte de charge calibrée, disposés dans des conduits (26,24b) dans lesquels circulent respectivement la partie de fluide caloporteur prélevée, avant réinjection et la partie non-prélevée de fluide caloporteur, issues toutes deux dudit circuit (32) de circulation du radiateur, afin de fixer la proportion maximale de fluide caloporteur prélevée. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la pompe (38) ou les moyens analogues sont commandés par un thermostat (40). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que : - il comprend en outre un clapet anti-retour (42) disposé en aval de la réinjection (28) de la partie de fluide prélevé et en amont du prélèvement (30) de ladite partie du fluide caloporteur issu dudit circuit de circulation radiateur, - la pompe et le clapet anti-retour sont disposés pour l'un en amont du circuit de circulation (32) du radiateur (2) et pour l'autre en aval du circuit de circulation du radiateur, suivant le sens de circulation du fluide caloporteur (23). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif constitue une unité (101) destinée à être interposée entre le radiateur et les circuits aller et retour de fluide caloporteur, ledit dispositif comprenant : - des premiers moyens pour alimenter l'entrée (34) du circuit de circulation du radiateur en fluide caloporteur, lesdits premiers moyens comportant : - une première entrée (12) destinée à être reliée au circuit aller (6) de fluide caloporteur, r une première sortie (13) destinée à être reliée à l'entrée (34) du radiateur, - un premier conduit (22) reliant de manière fluide la première entrée et la première sortie du dispositif pour amener le fluide caloporteur du circuit aller dans le radiateur, - des deuxièmes moyens pour alimenter le circuit retour (8) en fluide caloporteur comportant : - une deuxième entrée (15) destinée à être reliée à la sortie (36) du radiateur, - une deuxième sortie (14) destinée à être reliée au circuit retour de fluide caloporteur, - un deuxième conduit (24) reliant de manière fluide la deuxième entrée et la deuxième sortie du dispositif pour amener la partie non-prélevée du fluide caloporteur dans le circuit retour, - les moyens de recirculation, lesquels comportent : - un premier branchement (28) disposé dans le premier conduit, pour réinjecter ladite partie de fluide caloporteur prélevée, - un deuxième branchement (30) disposé dans le deuxième conduit, pour prélever ladite partie du fluide caloporteur issu du circuit de circulation du radiateur, - un conduit de recirculation (26) reliant le deuxième conduit au premier conduit par l'intermédiaire respectivement des deuxième et premier branchements, pour faire circuler la partie prélevée du fluide caloporteur, - les moyens (48) pour faire varier la proportion de fluide caloporteur prélevée, - la pompe (38) ou les moyens analogues, disposés soit dans le premier conduit (22b) entre le premier branchement et la première sortie, soit dans le deuxième conduit (24a) entre la deuxième entrée et le deuxième branchement. 7. Ensemble (4) unitaire de chauffage destiné à être relié à un circuit aller (6) de fluide caloporteur et un circuit retour (8) de fluide caloporteur, ledit ensemble comprenant : - un dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et un radiateur (2) présentant un circuit de circulation (32) du fluide caloporteur dans le radiateur, une entrée (34) et une sortie (36) de fluide, ledit dispositif et ledit radiateur étant reliés ensemble de façon unitaire, - une entrée (12) destinée à être reliée au circuit aller de fluide caloporteur, - une sortie (14) destinée à être reliée au circuit retour de fluide caloporteur. 8. Installation de chauffage comprenant : - une pluralité de radiateurs (152) présentant chacun un circuit de circulation du fluide caloporteur dans le radiateur, une entrée et une sortie de fluide, - un circuit aller (156) de fluide caloporteur alimentant les radiateurs, et - un circuit retour (158) de fluide caloporteur récupérant le fluide caloporteur après refroidissement dans les radiateurs, caractérisée en ce que l'installation comporte en outre une pluralité de dispositifs selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, reliés chacun d'une part au circuit aller et au circuit retour de fluide caloporteur et d'autre part à l'entrée et à la sortie de fluide d'un seul des radiateurs.