Brevet FR3128009A1 — publié le 20230414

Module permettant de réguler une pression standard aux points de puisage dans un dispositif de distribution d’eau chaude sanitaire domestique faisant partie d’une installation de distribution d’eau chaude sanitaire comportant au moins une source d’eau chaude alimentant une pompe (2) et au moins un circuit de tuyaux de petite section (5.2) amenant l’eau chaude à au moins un point de puisage (41). Figure 3 Module de régulation centralisé pour un dispositif de distribution d’eau chaude sanitaire. Le module de régulation centralisé selon l’invention a pour fonction de réguler une pression standard (par exemple 3 bars) aux points de puisage dans un dispositif de distribution d’eau chaude sanitaire domestique, notamment dans les dispositifs tels que décrits dans le brevet européen EP3472394. Dans l’art antérieur, tel que le montre la , qui est l’état de l’art le plus proche, l’ordre des éléments a donc une importance primordiale, qui doit être le suivant : La source d’eau chaude (20) => la pompe (2) => le tuyau de petite section (5.2) => le régulateur de pression (9) => le robinet (41). En toute logique, l’homme du métier, pour obtenir une pression de service standard au robinet (41), positionne le régulateur de pression (9) directement en amont du robinet (41). Car s’il le plaçait à un autre endroit sur le circuit, les pertes de charges importantes dans le tuyau de petite section (5.2), qui sont variables en fonction de la demande de l’utilisateur, empêcheraient une régulation correcte aux robinets (41). Selon l’invention, schématisée sur la , le(s) module(s) de régulation (91), permettant de réguler une pression standard au(x) robinet(s) (41) (exemple 3 bars), est (sont) placé(s) à proximité de la pompe directement en amont du (des) tuyau(x) de petite section (5.2). L’invention concerne également, le module de régulation (91) qui a été développé spécifiquement pour cette application. Sa fonction n’est pas de réguler directement une pression, mais de réguler un débit dans le tuyau de petite section (5.2), en fonction de la pression au robinet (41). Pour ce faire, il convient que l’information de pression en amont du robinet soit transmise au module de régulation. Mais compte tenu des fortes variations de pression dans le tuyau de petite section, il est exclu qu’elle passe par ce canal. Il convient alors de transmettre l’information par un autre moyen, matérialisé par un tuyau de commande (5.1) sur les figures 1, 2 et 4. Cette information (non détaillée dans ce descriptif) pourrait aussi utiliser un canal : hertzien, mécanique ou électrique. L’ordre des éléments selon l’invention devient donc le suivant : La source d’eau chaude (20) => la pompe (2) => le module de régulation (91) => le tuyau de petite section (5.2) & le tuyau de commande (5.1) => le robinet (41) Nota : Le réglage du régulateur doit selon l’invention tenir compte de la pression ou de la dépression exercé par de la colonne d’eau, dans le cas où le robinet n’est pas situé au même niveau que ce dernier (approximativement plus ou moins un bar tous les 10 mètres). Ce nouvel arrangement apporte de nombreux avantages, à savoir : Il n’y a jamais de haute pression dans le tuyau de petite section (3) à proximité du robinet et de l’utilisateurs, contrairement à l’art antérieur ( ) où la pression est généralement plus importante en fonctionnement et maximum dans tout le tuyau lorsque le circuit n’est pas sollicité. Car selon l’invention, la pression dans le tuyau (5.2) est dans un premier temps limité par le module de régulation (91), en fonction de la demande de l’utilisateur, et décroit ensuite progressivement tout le long du parcours pour arriver à une pression standard (exemple : 3 bars) au(x) robinet. Il y a donc moins de danger pour les utilisateurs et les intervenants. Le raccordement des robinets se fait aisément de façon traditionnelle par le plombier sans formation spécifique et, sans même se soucier du tuyau de petite section et du dispositif qui est situé en amont. Les variations de pression beaucoup moins importantes réduisent l’effet de fatigue et accroit sa durée de vie le tuyau (5.2). La pression beaucoup moins importante qui règne dans le tuyau de petite section réduit considérablement les pulsations de la pompe à piston, ressentie au contact du tuyau. Les variations de pression moins importantes limitent considérablement les incommodantes variations de longueur du tuyau (5.2), qui peuvent représenter jusqu’à 8% de sa longueur nominale. Dans l’art antérieur, le changement brutal de vitesse au niveau du régulateur (9), qui est situé directement en amont du robinet, engendre des nuisances sonores et des vibrations inconfortables pour l’utilisateur. La masse du régulateur (9) de l’art antérieur, refroidit inévitablement l’eau chaude avant d’arriver à l’utilisateur. Ce qui est néfaste à la fonction principale du dispositif (confort & économie d’eau et d’Energie). Nota : Les modules de régulation (91) qui sont situés à proximité de la pompe sont maintenus chauds, ainsi que la pompe, pour ne pas refroidir le fluide lors de la prochaine utilisation. L’empilage en sandwich des modules de régulation (91) est pratique pour l’installateur et leurs coûts de production est nettement moins importants que celui des régulateurs (9). Du fait de leurs proximités avec toutes les commodités de la chaufferie et du boitier de commande de la pompe, les modules de régulation (91) accueillent facilement les autres fonctionnalités décrites ci-après. Les modules de régulation (91) développés spécifiquement pour cette application renferment quatre fonctions : Ils permettent de réguler le débit dans le tuyau de petite section en fonction de la demande de l’utilisateur. Ils possèdent une électrovanne qui autorise le retour de l’eau vers la source via le tuyau (5.1) comme le montre les détails 1 et 3 de la . Le détail 1 montre de quelle façon l’eau chaude arrive rapidement à l’utilisateur quel que soit le débit demandé. Le détail 3 montre de quelle façon les calories sont récupérées et réintroduites dans le circuit après chaque utilisation. (Selon une autre variante non décrite dans le tableau, la pompe haute pression (2) peut canaliser de l’eau froide après chaque utilisation, grâce à un jeu de vanne situé en amont, pour l’introduire dans le tuyau de petite section lorsque l’électrovanne (5.40) est ouverte.) Il joue un rôle de soupape de sécurité pour éviter que la haute pression n’endommage le circuit en cas de dysfonctionnement. Un capteur de flux qui permet de savoir si le circuit est sollicité ou non. (Selon une autre variante non décrite dans le tableau, le contact électrique peut être directe ou indirecte commandé par la translation de l’aiguille (5.16) ou du piston (5.38). Un capteur de débit ou de pression situé en amont du tuyau de petite section peut aussi assurer cette fonction). Description détaillée d’un mode de réalisation. est un schéma du dispositif de distribution d’eau chaude sanitaire équipé du module selon l’invention. est une vue en coupe du module de régulation selon l’invention. La nomenclature ci-après, sous la forme de six tableaux, précise la nature, la fonction et l’effet technique de chacun des organes représentés dans les figures 1 et 2 précitées. Le fonctionnement de base de la régulation selon l’invention est le suivant : Lorsque le dispositif n’a pas été sollicité depuis un certain temps, que la température de l’eau à l’entrée de la pompe au niveau de la sonde (7) est descendue en dessous de 25°c, la motopompe (2) assure automatiquement une recirculation pendant 15 secondes en boucle fermée avec la réserve d’eau chaude, via le clapet de décharge (6.2). Cela, afin que les composants, notamment les modules de régulation (5) et la pompe restent chauds et ne refroidissent pas le fluide lors de la prochaine utilisation. L’ensemble étant pourvu d’une isolation thermique périphérique (1). L’ouverture d’un robinet par un utilisateur provoque une chute de pression dans le circuit basse pression puis dans le circuit haute pression. Quelle que soit la demande du ou des utilisateurs, le variateur de fréquence (3) rétablira automatiquement une pression d’alimentation constante de 250 bars à la sortie de la pompe, en faisant varier la vitesse du moteur et donc le débit de la pompe. (Si la pression baisse, le débit de la pompe augmente et inversement si la pression augmente le débit de la pompe diminue). Cette forte pression servant à vaincre les pertes de charge dans le(s) tuyau(x) de petite section (5.2). Dès lors que le capteur (5.15) du circuit sollicité a détecté un flux d’eau, l’automate (3) ouvre automatiquement le passage de l’électrovanne (5.40) pendant 2 à 3 secondes (paramétré en fonction de la longueur du circuit), autorisant un retour du fluide vers la source d’eau chaude via le tuyau en PER (5.1)(voir – Détail C). Ce qui engendre un débit et une vitesse importante du flux d’eau chaude dans le tuyau de petite section (7) qui alimente rapidement l’utilisateur quel que soit sa demande au point de puisage. 2 à 3 secondes plus tard, lorsque l’électrovanne (5.40) a fermé son passage, le module de régulation (5) régule une pression préréglée de 3 bars aux points de puisage. Et le programme automate passe en mode « éco », consistant à déterminer puis à délivrer la pression d’alimentation minimum pour satisfaire la demande du ou des utilisateurs. Car bien évidement, la motopompe consommera moins d’énergie si elle fournit une faible pression d’alimentation. Peu de temps après la dernière sollicitation, si l’Intelligence Artificiel (IA) du programme le juge opportun, l’eau chaude contenue dans les tuyaux (6) et (7) et automatiquement remplacée par de l’eau froide pour être réintroduite dans le vase sanitaire (17). Limitant ainsi le gaspillage énergétique et la prolifération des bactéries. Un programme informatique détermine le volume d’eau chaude consommé par chacun des circuits en fonction des temps d’utilisations et du débit instantané de la pompe. L’information et accessible via une application numérique.