Brevet FR2830317A1 — publié le 20030404

DISPOSITIF HYDRAULIQUE D'INTERFACE ENTRE LA PRODUCTION ET LA DISTRIBUTION D'EAU CHAUDE ET D'EAU GLACEE La présente invention est relative à un dispositif hydraulique d'interface qui est disposé entre les réseaux primaires de production calorifique et frigorifique et les terminaux de chauffage et de refroidissement d'un bâtiment, avec ou sans production d'eau chaude sanitaire. Ce dispositif hydraulique est prévu pour tous les bâtiments et plus spécialement pour l'ensemble des besoins des hôtels de tout standing de type traditionnel ou appartenant à des groupes. Le dispositif hydraulique est destiné à être implanté à l'extérieur des bâtiments et principalement sur la terrasse des établissements. Le dispositif hydraulique suivant la présente invention a pour objet de réaliser un ensemble qui est livré, assemblé et prêt à être raccordé électriquement et hydrauliquement aux moyens de production externes tels que les chaudières ou les refroidisseurs du bâtiment. Egalement, le dispositif hydraulique suivant la présente invention est d'une conception modulaire permettant le raccordement en parallèle sur une boucle primaire d'eau chaude et sur une boucle primaire d'eau glacée de modules de production et de distribution. Le dispositif hydraulique modulaire suivant la présente invention comprend un châssis horizontal, une première zone de production se trouvant au dessus dudit châssis et qui est constituée de collecteurs d'alimentation d'eau chaude et d'eau froide et de modules de production et de distribution d'eau chaude et d'eau froide mélangées ou non, et une seconde zone de raccordement se trouvant en dessous du châssis pour le branchement au réseau de production et de distribution du bâtiment des départs et des sorties des collecteurs, et des modules de production et de distribution. Le dispositif hydraulique modulaire suivant la présente invention comprend au dessus du châssis horizontal, un collecteur d'eau chaude, un collecteur d'eau glacée, un module d'expansion, un module de traitement de l'eau, un module de mesure, un module de production de chaleur, un module de production de froid et au moins un module de réseau de chauffage et de refroidissement. Le dispositif hydraulique modulaire suivant la présente invention comprend un châssis horizontal sur lequel sont disposées et fixées des parois verticales et horizontales tandis que des portes permettent l'accès à l'intérieur du dispositif hydraulique. Le dispositif hydraulique modulaire suivant la présente invention comprend des collecteurs chaud et froid qui sont réalisés en tube d'acier noir formant bouteille de mélange basse pression et sont équipés chacun d'un purgeur automatique doublé d'une vanne de purge manuelle en partie supérieure, d'une vanne de vidange à boisseau sphérique. Le dispositif hydraulique modulaire suivant la présente invention comprend un module d'expansion qui est constitué de vases d'expansion fermés à charge de gaz initial fixe, lesdits vases d'expansion étant isolés des collecteurs par des vannes d'isolement à boisseau sphérique sans poignée. Le dispositif hydraulique modulaire suivant la présente invention comprend un module de traitement d'eau qui est constitué d'un circulateur simple à rotor noyé et d'un séparateur de boue qui est équipé en partie haute d'un purgeur automatique, d'une purge manuelle, d'un entonnoir sur boisseau et en partie basse d'une vanne de vidange. Le dispositif hydraulique modulaire suivant la présente invention comprend un module de mesure qui comporte sur les collecteurs chaud et froid des doigts de gants pour des thermomètres ou des sondes de températures, des aquastats de sécurité, des pressostats de sécurité et des manomètres montés sur des boisseaux d'isolement. Le dispositif hydraulique modulaire suivant la présente invention comprend un module de production de chaleur qui comporte un premier piquage de départ de chaudière sur l'un des tuyaux du collecteur chaud qui est constitué d'une vanne d'isolement et d'un clapet anti-retour et un second piquage de retour de chaudière sur l'autre tuyau du collecteur chaud qui est constitué d'une vanne d'isolement et d'un accélérateur simple à rotor noyé. Le dispositif hydraulique modulaire suivant la présente invention comprend un module de production de froid qui comporte un premier piquage de départ d'eau glacée sur le premier tuyau du collecteur froid qui est constitué d'une vanne d'isolement et d'un clapet anti-retour, et un second piquage de retour d'eau glacée sur le second tuyau du collecteur froid qui est constitué d'une vanne d'isolement et d'un accélérateur simple à rotor noyé ou une pompe simple en ligne. Le dispositif hydraulique modulaire suivant la présente invention comprend un module réseau de chauffage et de refroidissement qui comporte des vannes d'isolement des collecteurs chaud et froid, des bypass de pré-mélange avec tés de réglage des collecteurs chaud et froid, un accélérateur double à rotor noyé, une vanne d'isolement aller et une vanne d'équilibrage et d'isolement retour pour permettre de distribuer de l'eau chaude non mélangée provenant de la chaudière et de l'eau froide non mélangée issue du refroidisseur. Le dispositif hydraulique modulaire suivant la présente invention comprend au moins un module réseau de chauffage et de refroidissement à eau chaude mélangée qui comporte des vannes d'isolement des collecteurs chaud et froid, des bypass de pré-mélange avec tés de réglage des collecteurs chaud et froid, un accélérateur double à rotor noyé, une vanne d'isolement aller et une vanne d'équilibrage et d'isolement retour et une vanne mélangeuse motorisée. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatifs, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer : Figures 1 et 2 sont des vues montrant le châssis et les parois externes de protection du dispositif hydraulique suivant la présente invention. Figure 3 est une vue de dessus illustrant, par exemple, l'agencement des différents modules constituant le dispositif hydraulique suivant la présente invention. Figures 4 et 5 sont des vues représentant un module de production de chaleur du dispositif hydraulique suivant la présente invention. Figures 6 et 7 sont des vues illustrant un module de production de froid du dispositif hydraulique suivant la présente invention. Figures 8 et 9 sont des vues montrant un module réseau d'eau chaude non mélangée et d'eau froide non mélangée du dispositif hydraulique suivant la présente invention. Figures 10 et 11 sont des vues représentant un premier module réseau d'eau chaude mélangée et d'eau froide non mélangée du dispositif hydraulique suivant la présente invention. Figures 12 et 13 sont des vues illustrant un second module réseau d'eau chaude mélangée et d'eau froide non mélangée du dispositif hydraulique suivant la présente invention. On a montré en figures 1 à 3 un dispositif hydraulique 1 suivant la présente invention comportant un châssis horizontal 2 sur lequel sont disposées et fixées des parois verticales 3 et horizontales 4 afin de délimiter un espace interne destiné à recevoir différents modules de production et de distribution. Certaines parois verticales 3 comportent des portes 5 permettant l'accès à l'intérieur du dispositif hydraulique 1 pour pouvoir intervenir sur les modules de production et de distribution. Le dispositif hydraulique 1 comprend au dessus du châssis horizontal 2 un collecteur d'eau chaude 6, un collecteur d'eau glacée 7, des modules d'expansion 8, un module de traitement de l'eau 9, un module de mesure 10, un module de production de chaleur 11, un module de production de froid 12 et au moins un module de réseau de chauffage et de refroidissement 13 à 15. Les collecteurs chaud 6 et froid 7 sont réalisés en tube d'acier noir formant bouteille de mélange basse pression. Ils sont équipés chacun d'un purgeur automatique doublé d'une vanne de purge manuelle en partie supérieure. Les collecteurs chaud 6 et froid 7 sont équipés d'une vanne de vidange à boisseau sphérique. Des piquages filetés sont prévus sur les collecteurs 6 et 7 pour les raccordements des différents modules 8 à 15. Le raccordement du dispositif hydraulique 1 au réseau de production et de distribution du bâtiment est prévu en dessous du châssis 2 afin de simplifier l'installation et le raccordement des départs et des sorties des collecteurs 6,7 et des modules de production et de distribution 8 à 15. Ainsi le dispositif hydraulique 1 comporte une première zone de production qui se trouve au dessus du châssis 2 et qui est constituée de collecteurs d'alimentation d'eau chaude 6 et d'eau froide 7 et de modules de production et de distribution 8 à 15. Le dispositif hydraulique 1 comporte une seconde zone de raccordement qui se trouve en dessous du châssis 2 pour le branchement au réseau de production et de distribution du bâtiment, des départs et des sorties des collecteurs 6,7 et des modules de production et de distribution 8 à 15. Le module d'expansion 8 comprend des vases d'expansion 16 fermés à charge de gaz initial fixe. Les vases 16 sont isolés des collecteurs 6 et 7 par des vannes d'isolement à boisseau sphérique sans poignée. Pour limiter la hauteur du dispositif hydraulique 1, la capacité unitaire des vases d'expansion 16 est plafonnée à 300 litres. La pression de remplissage de l'installation est par défaut supérieure de 0,5 bar à la pression de gonflage des vases d'expansion 16. L'eau ainsi contenue dans le vase fait office de réserve d'eau. Lorsque le dispositif hydraulique est installé en point haut de l'installation ou du réseau de production et de distribution du bâtiment, la pression de remplissage de l'installation est au moins égale à la pression minimale nécessaire à l'aspiration des pompes. Sinon, la pression de remplissage est définie pour assurer une pression minimale de 0,5 bar au point de l'installation pour assurer un bon dégazage. Les vases d'expansion 16 sont dimensionnés de manière à ce que la pression maximale dans l'installation soit inférieure de 0,5 bar à la pression de tarage des soupapes de sûreté des chaudières et des refroidisseurs. Le module de traitement d'eau 9 comprend un circulateur simple à rotor noyé et un séparateur de boue. Le séparateur de boue est équipé en partie haute d'un purgeur automatique, d'une purge manuelle, d'un entonnoir sur boisseau et en partie basse d'une vanne de vidange. Le principe de fonctionnement du séparateur de boue repose sur la séparation physique des corps en suspension dans l'eau du circuit fermé grâce aux actions conjugées de la gravitation, de la filtration mécanique et de la captation magnétique. La position des aimants à l'extérieur du corps du séparateur de boue sans contact direct avec l'eau de l'installation, garantit une efficacité continue de la captation magnétique. On constate dans ce cas qu'il n'y a pas de saturation des aimants. Le module de mesure 10 comprend sur les collecteurs chaud 6 et froid 7 des doigts de gants pour des thermomètres ou des sondes de températures, des aquastats de sécurité, des pressostats de sécurité et des manomètres. En figures 4 et 5, on a montré le module de production de chaleur 11 qui comprend un ou deux raccordements hydrauliques en attente pour une ou deux chaudières à eau chaude. Le premier piquage de départ chaudière sur l'un des tuyaux du collecteur 6 comprend une vanne d'isolement 17 et un clapet anti-retour 18. Le second piquage de retour chaudière sur l'autre tuyau du collecteur 6 comprend une vanne d'isolement 19 et un accélérateur simple 20 à rotor noyé. En partie haute des vannes d'isolement 17 et 19 sont disposés des purgeurs automatiques permettant de purger l'air des réseaux. En figures 6 et 7, on a montré le module production de froid 12 qui comprend un ou deux raccordements hydrauliques en attente pour des refroidisseurs d'eau. Le premier piquage de départ d'eau glacée sur le premier tuyau du collecteur 7 comprend un purgeur automatique 21 et une vanne d'isolement 22. Le second piquage de retour d'eau glacée sur le second tuyau du collecteur 7 comprend une vanne d'isolement 23 et un accélérateur simple 24 à rotor noyé ou une pompe simple en ligne. Le module de production de froid 12 peut comprendre éventuellement deux doigts de gants 27 pour des thermomètres ou sondes de températures qui sont disposés sur le départ et le retour. En figures 8 et 9, on a montré le module réseau 13 du dispositif hydraulique 1 permettant de distribuer de l'eau chaude non mélangée provenant de la chaudière et de l'eau froide non mélangée issue du refroidisseur. Le module réseau de chauffage et de refroidissement 13 comprend des vannes d'isolement 28 des collecteurs chaud 6 et froid 7, des bypass de pré-mélange 29 avec vanne de réglage 30 des collecteurs chaud 6 et froid 7, un accélérateur double à rotor noyé 31, une vanne d'isolement aller et une vanne d'équilibrage et d'isolement retour. Il peut être prévu deux doigts de gants 32 pour thermomètres ou sondes de températures qui sont placés sur le départ et le retour du module réseau 13. Pour les réseaux à température constante, le bypass 29 permet le choix d'une température de départ secondaire supérieure à la température de départ primaire. Le bypass 29 est équipé d'un organe de réglage de débit. Le diamètre du bypass et de l'organe de réglage de débit sont dimensionnés en fonction des températures primaires et secondaires. Le débit par défaut est égal à 10 % du débit nominal du réseau secondaire. Le débit nominal du réseau est réglé au moyen d'une vanne de réglage, non représentée, placée sur le retour. Les robinets d'équilibrage de la vanne de réglage sont étanches et font également office de robinet d'isolement. Le réglage du débit nominal est conservé lors de la réouverture de la vanne (blocage de la position de réglage nominal). En figures 10 à 13, on a montré les modules réseaux 14 et 15 du dispositif hydraulique 1 permettant de distribuer de l'eau chaude mélangée et de l'eau froide non mélangée issue du refroidisseur. Chaque module réseau 14 et 15 comprend des vannes d'isolement 33 des collecteurs chaud 6 et froid 7, un bypass de pré-mélange 34 avec vanne de réglage 35 des collecteurs chaud 6 et froid 7, un accélérateur double 36 à rotor noyé, une vanne d'isolement aller et une vanne d'équilibrage et d'isolement retour. Il peut être prévu deux doigts de gants 37 pour thermomètres ou sondes de températures qui sont placés sur le départ et le retour de chaque module réseau 14 et 15. Chaque réseau mélangé 14 et 15 comprend, en plus des composants d'un réseau non mélangé, une vanne trois voies mélangeuse motorisée 38, un bypass 34, un régulateur de température de départ en fonction de la température extérieure, un doigt de gant 37 et une sonde de température de départ. Tous les réseaux de chauffage et de refroidissement sont équipés d'un bypass de pré-mélange 34. Ce bypass 34 permet d'assurer (pour les réseaux régulés à température variable) le fonctionnement de la vanne de mélange 38 sur 100 % de sa course, et de dimensionner cette vanne uniquement en fonction du débit primaire (inférieur ou égal au débit secondaire). Le principe du raccordement sur les collecteurs 6 et 7 basse pression des modules réseaux mélangés 14 et 15 permet de retenir des vannes trois voies mélangeuses 38. Le dispositif hydraulique 1 suivant la présente invention peut comprendre d'autres modules réseaux qui sont ajoutés en fonction des besoins de chauffage et/ou de refroidissement du bâtiment. Il peut être prévu un module de remplissage qui comprend un disconnecteur à zone de pression réduite contrôlable et des vannes d'isolement pour le remplissage alternatif des réseaux de circuits fermés de chauffage et de refroidissement. Le dispositif hydraulique 1 peut comporter un module chaudière qui comprend une ou deux chaudières de toitures. Les chaudières sont équipées de tous les organes de régulation et de sécurité, de conduit de fumées, de vannes d'isolement hydraulique départ et retour et d'une vanne d'isolement gaz. Egalement, selon les besoins, le dispositif hydraulique 1 peut comporter un module d'eau chaude sanitaire qui comprend à minima deux vannes en attente sur le collecteur chaud 6. Le module d'eau chaude sanitaire comprend pour le réseau primaire, une vanne trois voies mélangeuse motorisée, un régulateur à température constante, un circulateur primaire double à rotor noyé, un ou plusieurs échangeurs à plaques. Le module d'eau chaude sanitaire comprend pour le réseau secondaire, deux vannes d'isolement et d'équilibrage en attente de raccordement de l'eau froide et du bouclage, une pompe simple de charge sanitaire et une vanne d'isolement départ d'eau chaude sanitaire. Le module d'eau chaude sanitaire comprend quatre doigts de gants pour des thermomètres ou des sondes de température entrée et sortie de l'échangeur. Une soupape de sécurité, un purgeur automatique et un aquastat de sécurité sont également prévus au départ de l'eau chaude sanitaire du module. Le dispositif hydraulique 1 est équipé d'une armoire électrique 25. L'armoire électrique 25 peut-être équipée sur demande d'une alimentation puissante pour les chaudières et pour la protection antigel des tuyauteries extérieures d'eau glacée. Cette armoire électrique 25 intègre les régulateurs qui actionnent les vannes des réseaux mélangés 14,15 en fonction des consignes paramétrées. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tout autre équivalent. REVENDICATIONS 1. Dispositif hydraulique modulaire placé entre la production et la distribution d'eau chaude provenant d'une chaudière et d'eau glacée issue d'un refroidisseur appartenant à un bâtiment, caractérisé en ce qu'il comprend un châssis horizontal (2), une première zone de production se trouvant au dessus dudit châssis et qui est constituée, de collecteurs d'alimentation d'eau chaude (6) et d'eau froide (7) et de modules de production et de distribution (8 à 15), et une seconde zone de raccordement se trouvant en dessous du châssis (2) pour le branchement au réseau de production et de distribution du bâtiment des départs et des sorties des collecteurs (6,7), et des modules de production et de distribution (8 à 15). 2. Dispositif hydraulique modulaire suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au dessus du châssis horizontal (2), un collecteur d'eau chaude (6), un collecteur d'eau glacée (7), un module d'expansion (8), un module de traitement de l'eau (9), un module de mesure (10), un module de production de chaleur (11), un module de production de froid (12) et au moins un module de réseau de chauffage et de refroidissement (13,14, 15). 3. Dispositif hydraulique modulaire suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un châssis horizontal (2) sur lequel sont disposées et fixées des parois verticales (3) et horizontales (4) tandis que des portes (5) permettent l'accès à l'intérieur du dispositif hydraulique (1). 4. Dispositif hydraulique modulaire suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les collecteurs chaud (6) et froid (7) sont réalisés en tube d'acier noir formant bouteille de mélange basse pression et sont équipés chacun d'un purgeur automatique doublé d'une vanne de purge manuelle en partie supérieure, d'une vanne de vidange à boisseau sphérique. 5. Dispositif hydraulique modulaire suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le module d'expansion (8) comprend des vases d'expansion (16) fermés à charge de gaz initiale fixe, lesdits vases d'expansion étant isolés des collecteurs (6,7) par des vannes d'isolement à boisseau sphérique sans poignée. 6. Dispositif hydraulique modulaire suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le module de traitement d'eau (9) comprend un circulateur simple à rotor noyé et un séparateur de boue qui est équipé en partie haute d'un purgeur automatique, d'une purge manuelle, d'un entonnoir sur boisseau et en partie basse, d'une vanne de vidange. 7. Dispositif hydraulique modulaire suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le module de mesure (10) comprend sur les collecteurs chaud (6) et froid (7) des doigts de gants pour des thermomètres ou des sondes de températures, des aquastats de sécurité, des pressostats de sécurité et des manomètres montés sur boisseau d'isolement. 8. Dispositif hydraulique modulaire suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le module de production de chaleur (11) comprend un premier piquage de départ chaudière sur l'un des tuyaux du collecteur chaud (6) qui est constitué d'une vanne d'isolement (17) et d'un clapet anti-retour (18), et un second piquage de retour chaudière sur l'autre tuyau du collecteur chaud (6) qui est constitué d'une vanne d'isolement (19) et d'un accélérateur simple (20) à rotor noyé. 9. Dispositif hydraulique modulaire suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le module production de froid (12) comprend un premier piquage de départ d'eau glacée sur le premier tuyau du collecteur (7) qui est constitué d'une vanne d'isolement (22) et un clapet anti-retour, et un second piquage de retour d'eau glacée sur le second tuyau du collecteur (7) qui est constitué d'une vanne d'isolement (23) et un accélérateur simple (24) à rotor noyé ou une pompe simple en ligne. 10. Dispositif hydraulique modulaire suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le module réseau de chauffage et de refroidissement (13) comprend des vannes d'isolement (28) des collecteurs chaud (6) et froid (7), un bypass de pré-mélange (29) avec vanne de réglage (30) des collecteurs chaud (6) et froid (7), un accélérateur double (31) à rotor noyé, une vanne d'isolement aller et une vanne d'équilibrage et d'isolement retour pour permettre de distribuer de l'eau chaude non mélangée provenant de la chaudière et de l'eau froide non mélangée issue du refroidisseur. 11. Dispositif hydraulique modulaire suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chaque module réseau (14,15) de chauffage et de refroidissement à eau chaude mélangée comprend des vannes d'isolement (33) des collecteurs chaud (6) et froid (7), un bypass de pré-mélange (34) avec vanne de réglage (35) des collecteurs chaud (6) et froid (7), un accélérateur double (36) à rotor noyé, une vanne d'isolement aller et une vanne d'équilibrage et d'isolement retour, et une vanne mélangeuse motorisée (38).