Brevet FR3069308A1 — publié le 20190125

DISPOSITIF POUR REGULATION ET/OU COMPTAGE D'ENERGIE D'UN PLANCHER CHAUFFANT HYDRAULIQUE ET / OU UN SOL RAFFRAICHISSANT 10 15 Description : Selon l'article de loi française du code de la construction et de l'habitation (articles L131-1 à L131-7), les immeubles équipés d'un chauffage collectif doivent comporter des appareils de mesures permettant de déterminer la consommation de chauffage 20 de chaque logement et ensuite de calculer une facture reposant en partie sur cette consommation. La date de mise en service de ces appareils diffère selon la performance énergétique de l'immeuble (le 31 mars 2017 pour les bâtiments les plus énergivores et jusqu'au 31 décembre 2019 pour les bâtiments les plus performants). Tout immeuble équipé d'un chauffage collectif doit comporter une installation : 25 - lorsque cela est techniquement possible de mesurer la chaleur consommée par chaque logement pris séparément et de poser un appareil permettant aux occupants de chaque logement de moduler la chaleur fournie par le chauffage collectif, - et si cela n'entraîne pas un coût excessif impliquant de modifier l'ensemble de 30 l'installation de chauffage. Les immeubles pour lesquels il est techniquement impossible de mesurer la chaleur consommée par chaque logement sont notamment ceux pour lesquels : - l'émission de chaleur se fait par dalle chauffante sans mesure possible par logement, 35 - l'installation de chauffage est équipée d'émetteurs de chaleur montés en série (monotubes en série), La présente invention permet de rendre possible techniquement la mesure de la chaleur (chaude ou froide) de chaque espace (local, logement ou terrasse) avec un plancher au sol hydraulique (rafraichissant et/ou chauffant) connecté à un réseau de 40 chaleur monté en série (monotubes en série) ou en parallèle. Plusieurs études et recherches réalisées ont démontré que les habitations équipées d'une source de chaleur collective pour des planchers (chauffants et/ou 2 rafraichissant) connectés sur des monotubes en série, souffrent d'une difficulté de régulation par rapport à la température souhaitée puisque le seul levier d'action dont dispose le chauffagiste pour réguler est le niveau d'ouverture des vannes (quand elles existent) pour agir sur le débit et la quantité du fluide injectée dans le plancher 5 au sol. Dans les techniques existantes, l'action sur le débit se fait en fonction de la température mesurée ou l'humidité. La présente invention vise à résoudre les inconvénients de l'état antérieur de la technique, en proposant un procédé agissant sur la température du fluide en entrée du plancher chauffant et / ou rafraichissant. En effet, il s'agit d'avoir une action supplémentaire de régulation permettant de mélanger le fluide sortant du plancher chauffant et / ou rafraichissant avec le fluide en provenance de la source de chaleur afin que la température du fluide entrant au plancher soit adaptée au besoin de l'usager. La présente invention avec ses caractéristiques propose une solution techniquement facile à installer sans nécessité de modifier l'installation de chauffage montée en série et apportant la régulation d'un appareil de chauffage et/ou de climatisation en fonction du niveau de température souhaité. Une caractéristique de la présente invention est le fait qu'elle soit un boitier nommé KTecoBox avec deux entrées et deux sorties. Il est à installer entre la source de chaleur et le plancher hydraulique au sol chauffant et / ou rafraichissant. Ces entrées sorties permettent un montage facile sur un réseau de chauffage existant en offrant la possibilité de connecter le KTecoBox avec des tuyaux dédiés aux réseaux de chauffage (flexibles ou rigides). La présente invention propose un appareil de régulation de chauffage et/ou de climatisation comprenant trois types de vannes montées dans un schéma technique (figure 1/3) permettant d'agir à distance ou localement sur la quantité et la température du fluide entrant dans le plancher au sol chauffant et/ ou rafraichissant hydraulique. Les trois types de vannes agissent de la manière suivante : - vanne sonde : c'est une vanne avec un doit de gant qui accueille la sonde de température mesurée sur le fluide entrant dans le plancher au sol chauffant et ou rafraichissant. La vanne sonde, peut être sur des positions d'ouverture allant de la fermeture jusqu'à l'ouverture totale. Son niveau d'ouverture agit sur la quantité du fluide entrante dans le plancher au sol chauffant et/ou rafraichissant. - Vanne simple : La vanne simple, peut être sur des positions d'ouverture allant de la fermeture jusqu'à l'ouverture totale. Son niveau d'ouverture agit sur la quantité du fluide entrante et/ou sortante du plancher au sol chauffant et ou rafraichissant. - Vanne 3 voies : la vanne 3 voies est une vanne mélangeuse permettant de mélanger deux fluides ou un fluide avec deux températures différentes. Le degré de mélange est directement proportionnel au niveau d'ouverture de la vanne trois voies. Dans la 3 présente invention, la vanne 3 voies est utilisée dans un schéma de montage (figure 1) intégré dans le boitier KTécoBox et qui permet : d'injecter dans le plancher au sol chauffant et/ou rafraichissant un fluide (avec une température T3) en mélangeant le fluide en provenance de la 5 source de chaleur (avec une température Ti) et le fluide sortant du plancher au sol chauffant et / ou rafraichissant (avec une température T2) Formule 1 : T3 = min(T1,T2) +(1T2-T11/2) - p Min(T1,T2) = la température minimale entre Ti et T2 1T2-T11 = valeur absolue de la différence de température entre Ti et T2 p = perdition énergétique 10 Un servomoteur permettant de contrôler la vanne 3 voies à distance fait partie du KTecoBox. Ce servomoteur communique via une fréquence radio avec un thermostat d'ambiance situé dans l'espace chauffé et / ou rafraichi par la plancher chauffant et / ou rafraichissant. 15 La présente invention propose également un appareil de comptage chauffage et/ou de climatisation comprenant un compteur d'énergie ultrason et équipé d'un module de communication sans fil. Cette caractéristique permet la collection des mesures enregistrées à distance. La présente invention est représenté par le boitier KTecoBox comportant des composants dans un schéma de montage technique permettant d'avoir la régulation et le comptage d'énergie consommée par un plancher au sol chauffant et / ou rafraichissant. Il est à noter que la source de chauffage et/ou de climatisation peut être un corps de chauffe, une pompe à chaleur, une sous station de chauffage urbain, une batterie froide. 30 L'instruction de niveau de température entré par l'utilisateur se traduit par une fermeture partielle ou totale de la vanne trois voies et ainsi permettant : - De modifier la température en mélangeant le fluide de retour avec le fluide entrant dans le plancher au sol chauffant et / ou rafraichissant. - De faire des économies d'énergie en réduisant l'écart entre la 35 température du fluide entrant et celle du fluide sortant. Cela permet d'adapter le régime de fonctionnement de l'appareil de chauffage et/ou de climatisation au plus prés du besoin de l'utilisateur, de maintenir le même niveau de confort et de faire des économies d'énergie. 20 25 40 7 REVENDICATIONS Figure 4 Procédé de comptage d'énergie et de régulation d'un appareil de chauffage et/ou climatisation hydraulique utilisant des composants de communication à distance (I. Il. 1111. I. Un module de régulation1. Vanne simple 2. Vanne 3 voies 3. Servomoteur Il. Un module de comptage 4. compteur d'énergie 5. Module de numérisation servant à traduire les valeurs relevées par la sonde de température en valeurs numériques affichables sur le compteur thermique et stockées sur sa mémoire 6. Sonde de température 7. Vanne sonde 8. Thermostat d'ambiance III.Un module de communication 9. Composants permettant une communication sans fil entre le thermostat et le servomoteur agissant sur la vanne 3 voies 10. Composants permettant une communication sans fil entre le compteur d'énergie et le module de lecture des relèves 8 Revendication 1 : concerne un boitier de régulation de système de chauffage et/ou rafraichissement hydraulique. Le dit boitier comporte également le module de comptage d'énergie. 5 Revendication 2 : Le boitier possède 4 ouvertures : deux entrées et deux sorties permettant la communication du fluide circulant entre la source de chaleur et l'espace à chauffer et/ou à rafraichir. 10 Revendication 3 : Le circuit de comptage reliant le compteur d'énergie à une sonde de températures fait partie intégrante de ce boitier. Ce dispositif permet de mesurer l'énergie consommée par l'espace à chauffer et / ou à rafraichir et d'un système de régulation du chauffage et / ou climatisation en mesurant, via des sondes, la température du fluide entrant et celle du fluide sortant afin que le compteur d'énergie 15 puisse mesurer l'énergie dépensée, l'afficher sur son écran numérique, la stocker dans sa mémoire et l'émettre via différents modes de communication filaires et sans fil afin que les mesures soient lisibles via un lecteur adapté. Revendication 4 : Le dit boitier comporte un procédé de régulation innovant 20 permettant de modifier la température fournie par le système de chauffage et / ou climatisation en agissant sur la température du fluide entrant à l'espace à chauffer et / ou à rafraichir. Le procédé consiste à agir sur une vanne mélangeuse permettant de mélanger le fluide sortant de l'espace à chauffer et/ou à rafraichir avec le fluide entrant afin que la température entrante T3 respecte la formule 1 protégée par la 25 revendication 5. Revendication 5 : Le module de régulation (I) agit sur la quantité de fluide à mélanger afin de réduire ou augmenter la température du fluide entrant dans l'appareil de chauffage et/ou climatisation. La température du fluide entrante résultant de la 30 régulation est T3 étant tel que la Formule 1 : 9 Formule 1 => T3 = Min(T1,T2) +(lT1-T21/2) + (To - t) Formule 2 => Tmesurée = a T1 + (To - t) Où To= Température initiale mesurée avant mise en service du système de chauffage/rafraichissement Tmesurée = Température mesurée dans la zone chauffée ou rafraichie a = coefficient d'ouverture des vannes (1 : ouverte à 100% / 0 : fermée) Ti = Température du fluide entrant dans l'appareil de chauffage et/ou climatisation T2 = Température du fluide sortant de l'appareil de chauffage et/ou climatisation T3 = Température du fluide mélangé (fluide entrant + fluide sortant) Min(T1 ,T2) = la température minimale entre Ti et T2 1T2-T1 I = valeur absolue de la différence de température entre Ti et T2 t = température correspondante à la perdition énergétique Revendication 6 : les différents équipements suivants : vanne 3 voies, vanne sonde, 5 vanne simple, servomoteur, compteur d'énergie et module communication, font partie de ce boitier et sont connectés entre eux via des tubes isolés thermiquement. Revendication 7 : Un servomoteur commandé à distance est monté sur la vanne mélangeuse (vanne 3 voies) et il permet de changer le niveau d'ouverture de la 10 vanne 3 voies afin qu'elle puisse mélanger le fluide entrant avec le fluide sortant en fonction de l'instruction envoyée par l'utilisateur via un thermostat distant.