Brevet FR3091927A1 — publié le 20200724

Description Titre de l'invention : Dispositif de mesure de la qualité d'un fluide dans une installation hydraulique Domaine de l'invention [0001] La présente invention concerne un dispositif de mesure de la qualité d'un fluide d'une installation hydraulique, ainsi qu'une installation hydraulique comprenant un tel dispositif. Elle trouve notamment une application dans les domaines du chauffage, de la ventilation et/ou climatisation d'un bâtiment. L'installation hydraulique équipe en particulier des bâtiments industiiels ou des habitats individuels. Etat de la technique [0002] Dans le domaine des installations hydrauliques, il est connu de recourir à une pompe de circulation d'un fluide, également appelée circulateur, pour permettre la circulation d'un fluide dans l'installation hydraulique. De telles pompes sont ainsi présentes dans les installations d'eau chaude sanitaire ou dans les installations de chauffage domestique, qu'il s'agisse de chauffage au fioul, au gaz, au bois, par pellets ou par énergie solaire. De telles installations sont réalisées au domicile de l'utilisateur, directement dans la partie privative du domicile ou dans les parties communes d'une copropriété du domicile de l'utilisateur. [0003] Une telle installation hydraulique comprend généralement un circulateur ou une pompe de circulation permettant de faire circuler le fluide, tel que de l'eau, dans la ou les voies de circulations de l'installation. Elle comprend par ailleurs un ou plusieurs éléments hydrauliques, comme par exemple un échangeur thermique du type chaudière et un radiateur. L'eau circule donc grâce à la pompe, passe dans la chaudière où elle y est chauffée avant d'arriver dans le radiateur permettant de diffuser la chaleur à l'extérieur. L'eau perd donc une quantité de sa chaleur diffusée dans le radiateur, puis retourne vers la chaudière pour y être à nouveau chauffée. [0004] Si l'eau est de mauvaise qualité, le rendement calorifique baisse et l'efficacité de l'installation hydraulique est réduite. L'eau a en effet plus de mal à chauffer, ce qui sollicite la chaudière de façon anormale. L'eau peut aussi avoir plus de mal à circuler, ce qui sollicite la pompe de façon anormale. Elle résultat en termes de restitution d'une quantité de chaleur par le radiateur est insuffisant. [0005] C'est le cas par exemple lorsque l'eau est polluée par des particules de matières quelconques. [0006] Également, la présence de bulles d'air dans l'eau nuit à l'efficacité de l'installation hydraulique, et peut même être dommageable pour certains des éléments hydrauliques qui la composent. Dans le cas extrême d'une installation dont le circuit hydraulique 2 n'est plus en eau mais en air, c'est-à-dire que l'eau a été complètement remplacée par de l'air, la mise en service de l'installation peut engendrer des dégâts sur certains des éléments hydrauliques qui la composent. [0007] Certaines de ces installations hydrauliques comprennent un échangeur thermique type chaudière intelligente. Une telle chaudière est capable, après quelques secondes de mises en service dc l'installation, de stopper son brulcur après avoir détecté l'absence d'eau dans le circuit. Cette détection correspond à une détection d'absence de charge, c'est-à-dire d'absence de résistance exercée sur la rotation de la pompe. Dans une telle installation, c'est donc la pompe qui fait remonter l'information, après plusieurs secondes de fonctionnement qui peuvent mener à la détérioration de la chaudière. [0008] En outre, la détection d'absence de charge ne permet pas d'évaluer la présence de particules polluantes dans l'eau. [0009] Par ailleurs, il est connu d'injecter certains produits chimiques dans une installation hydraulique, à des fins d'entretien ou de bon fonctionnement. Lorsque ces produits sont utilisés dans les bonnes proportions, ils permettent de protéger l'installation (absence de rouille et donc de particules susceptibles de circuler dans l'installation). Toutefois, si la qualité de l'eau est détériorée par la présence dc particules ou autres produits chimiques, l'eau de l'installation voit son opacité modifiée. Cela peut survenir lorsque la date du dernier entretien est dépassée ou lorsqu'il survient un problème sur un des éléments de l'installation. [0010] 11 est donc souhaitable de savoir dans quelle mesure l'eau est polluée par des particules de matières quelconques, ou la quantité de produits chimiques éventuels, qu'elle contient, pour définir des règles d'entretien et de gestion de l'installation hydraulique, et agir de manière préventive et non correctrice. [0011] Également, il est souhaitable que la présence d'air dans l'eau, qui nuit à l'efficacité de l'installation hydraulique et peut même être dommageable pour certains des éléments hydrauliques qui composent cette installation, puisse être détectée le plus tôt possible. [0012] Objet de l'invention [0013] Ainsi, l'invention a notamment pour objet de résoudre les problèmes précités, en permettant de détecter la présence de particules et/ou de produits chimiques et/ou d'air dans le fluide circulant dans l'installation hydraulique. [0014] L'invention a donc pour objet, selon un premier aspect, un dispositif de mesure de la qualité d'un fluide dans une installation hydraulique. [0015] Le dispositif comprend une pompe destinée à faire circuler le fluide dans l'installation hydraulique et comportant une unité de contrôle, et des moyens de détermination reliés à l'unité de contrôle de la pompe et aptes à déterminer la présence de 3 particules données, et/ou de produits chimiques donnes, et/ou d'air, dans le fluide circulant dans l'installation hydraulique, l'unité de contrôle de la pompe étant configure° pour contrôler le fonctionnement de la pompe en fonction d'une information déterminée par les moyens de détermination. [0016] Suivant certains modes de réalisation, le dispositif comprend en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolement ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : [0017] les moyens de détermination sont disposés à l'extérieur de la pompe sur un élément de l'installation hydraulique ; [0018] les moyens de détermination sont disposés sur une paroi extérieure de la pompe ; [0019] les moyens de détermination sont des moyens de mesure aptes à mesurer la teneur en particules du fluide circulant dans l'installation hydraulique ; [0020] les moyens de détermination sont des moyens de mesure aptes à mesurer la proportion d'air dans le fluide circulant dans l'installation hydraulique ; [0021] les moyens de détermination sont de type turbidimètre, aptes à émettre un signal lumineux en direction du fluide circulant dans l'installation et à mesurer la diffraction subie par le signal lumineux au contact dudit fluide ; [0022] les moyens de détermination sont aptes à émettre un signal sonore en direction du fluide circulant dans l'installation et à mesurer la réfraction subie par le signal sonore au contact dudit fluide. [0023] L'invention a également pour objet, selon un deuxième aspect, une installation hy- draulique comprenant au moins une voie de circulation d'un fluide, et comprenant un dispositif de mesure de la qualité d'un fluide tel que présenté ci-dessus, disposé en sorte de permettre de mesurer la qualité du fluide circulant dans ladite voie. [0024] Suivant certains modes de réalisation, l'installation comprend en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : [0025] l'installation hydraulique comprend au moins un élément hydraulique, tel qu'un échangeur thermique, et au moins un actionneur apte à piloter l'élément hydraulique, tel qu'un régulateur de chaudière, connecté à l'unité de contrôle de la pompe, en sorte de permettre l'échange d'information entre la pompe et l'actionneur ; [0026] l'installation hydraulique comprend au moins un élément hydraulique, tel qu'un échangeur thermique, et au moins un actionneur apte à piloter l'élément hydraulique, tel qu'un régulateur de chaudière, connecté aux moyens de détermination, en sorte de permettre l'échange d'information entre les moyens de détermination et l'actionneur ; [0027] l'actionneur est configure pour contrôler le fonctionnement de l'élément hydraulique en fonction d'une information déterminée par les moyens de détermination. [0028] Ainsi, le dispositif permet de déterminer la présence de particules de matières quelconques, ou la quantité de produits chimiques éventuels ou encore la présence d'air, dans le circuit hydraulique de l'installation. [0029] Cela permet notamment de maintenir un niveau d'efficacité élevé de l'installation hy- draulique, en définissant des règles d'entretien et de gestion de cette installation, pour agir de manière préventive et non correctrice. Cela permet également de réduire les risques de détérioration. [0030] Ainsi, l'invention permet de détecter un changement d'opacité et donc de qualité d'eau, et permet de prévenir l'utilisateur de la nécessité d'une intervention préventive sur celle-ci. Description des dessins [0031] Les caractéristiques et avantages dc l'invention apparaitront à la lecture dc la des- cription qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et non limitative, en référence à la [fig. I] annexée qui représente schématiquement un exemple d'installation hydraulique selon l'invention. Description détaillée [0032] Sur la figure 1 est représenté un exemple d'installation hydraulique 1 comprenant un dispositif de mesure de la qualité du fluide circulant dans l'installation, différents éléments hydrauliques 4, 5, et une pompe 2 pour faire circuler le fluide dans l'installation 1 au moyen de canalisations 6. [0033] Précisément, il s'agit d'une installation hydraulique de chauffage comprenant un échangeur thermique 4 (qui permet l'apport de l'énergie dans l'installation) tel qu'une chaudière 4 et un radiateur 5 (qui permet la dissipation de la chaleur vers l'extérieur), dans laquelle circule de l'eau. 100341 La pompe 2 comprend une unité électronique de contrôle, configurée pour gérer l'ensemble du fonctionnement de cette pompe 2. 100351 Des moyens de détermination 3 permettent de déterminer la présence de particules données, et/ou de produits chimiques donnés, et/ou d'air, dans le fluide circulant dans l'installation hydraulique I. 100361 11 peut s'agir par exemple d'un dispositif de type turbidimètre 3 qui utilise la dif- fraction de la lumière pour déterminer la présence de particules ou de produits chimiques donnés ou de bulles d'air dans l'eau. Le turbidimètre 3 émet un signal lumineux en direction du fluide circulant dans l'installation 1 et mesure la diffraction subie par le signal lumineux au contact du fluide contenu dans cette canalisation (qui peut être de l'eau ou de Fair). 100371 Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le turbidimètre 3 est placé sur l'une des ca- nalisations de l'installation 1, à proximité de la pompe 2. Il peut aussi être placé directement sur une paroi externe de la pompe 2. [0038] Le turbidimètre 3 est relié à l'unité de contrôle de la pompe 2 par un câble 7. Alterna- tivement, la connexion entre l'unité de contrôle de la pompe 2 et le turbidimètre 3 pourrait être une connexion sans fil. [0039] L'unité de contrôle de la pompe 2 est configurée pour contrôler le fonctionnement de la pompe 2 en fonction des informations de présence de particules ou de produits chimiques donnés ou de bulles d'air dans l'eau, déterminées par le turbidimètre 3. [0040] Le turbidimètre 3 peut mesurer la teneur précise de particules données dans l'eau, et/ ou la proportion précise d'air contenu dans l'eau. [0041] Un au moins des éléments hydraulique 4, 5 est piloté par un actionneur. Dans l'exemple de la figure 1, la chaudière 4 est pilotée par un régulateur de chaudière. Ce régulateur est connecté à l'unité de contrôle de la pompe 2. Il peut ainsi recevoir des informations telles que les informations déterminées par le turbidimètre 3, via l'unité de contrôle de la pompe 2. Le régulateur peut aussi être connecté directement, par voie filaire ou non filaire, au turbidimètre, et recevoir ainsi directement les informations déterminées par ce turbidimètre 3. [0042] Le régulateur de chaudière est configure pour contrôler le fonctionnement de la chaudière 4 en fonction des informations déterminées par le turbidimètre 3. [0043] Par exemple, lorsque le turbidimètre détermine une proportion d'air trop importante dans l'eau, le régulateur de la chaudière 4 en est informé immédiatement et peut stopper le brûleur de la chaudière 4 pour éviter tout endommagement. De même, en cas d'absence totale d'eau dans le circuit hydraulique, le turbidimètre 3 le détecte et la chaudière 4 est mise en sécurité avant même que la pompe 2 ne fasse remonter une information d'absence ou de perte de charge, ce qui permet d'éviter une détérioration de la chaudière 4. [0044] La présente description est donnée à titre d'exemple et n'est pas limitative de l'invention. En particulier, d'autres technologies qu'un turbidimètre peuvent être utilisées, tel que des moyens d'émission d'un signal sonore et de mesure de la réfraction de ce signal au contact de l'eau. 6