Brevet FR3049693A1 (20171006)
REVENDICATIONS1. Dispositif pour bâtiment, ledit dispositif comprenant un élément de stockage (1) d'un premier fluide, un circuit (2) de circulation du premier fluide relié audit élément de stockage (1), et une pompe à chaleur (3) comprenant un évaporateur (4) et un condenseur (5), caractérisé en ce que le circuit (2) comporte au moins une configuration de charge simultanée d'une partie de stockage de premier fluide froid (Z1) au sein de l'élément de stockage (1) et d'une partie de stockage de premier fluide chaud (Z2) au sein de l'élément de stockage (1), dans la configuration de charge simultanée la pompe à chaleur (3) est configurée pour former une source froide au niveau de l'évaporateur (4) destinée à participer à la charge de la partie de stockage de premier fluide froid (Z1) et une source chaude au niveau du condenseur (5) destinée à participer à la charge de la partie de stockage de premier fluide chaud (Z2) lorsque du premier fluide issu de l'élément de stockage (1) est mis en circulation dans le circuit (2).\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, dans la configuration de charge simultanée de la partie de stockage de premier fluide chaud (Z2) et de la partie de stockage de premier fluide froid (Z1), le circuit (2) est configure de telle sorte que, lorsque le premier fluide issu de l'élément de stockage (1) est mis en circulation dans le circuit (2), une première fraction dudit premier fluide circulant dans le circuit (2) subie une élévation de température induite par l'utilisation de la pompe à chaleur (3) avant d'être introduite dans l'élément de stockage (1) au niveau de la partie de stockage de premier fluide chaud (Z2), et une deuxième fraction du premier fluide circulant dans le circuit (2) subie une diminution de température induite par l'utilisation de la pompe à chaleur (3) avant d'être introduite dans l'élément de stockage (1) au niveau de la partie de stockage de premier fluide froid (Z1).\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une boucle de circulation (11) d'un deuxième fluide, ladite boucle (11) étant associée : 3049693 38 - à l'évaporateur (4) de la pompe à chaleur (3) de sorte à refroidir le deuxième fluide lorsque la pompe à chaleur (3) est utilisée, - à un premier échangeur thermique (14) par lequel passe, dans la configuration de charge simultanée, la deuxième fraction du premier 5 fluide de telle sorte que ladite deuxième fraction du premier fluide subisse, au niveau dudit premier échangeur thermique (14), ladite diminution de température liée à l'utilisation de la pompe à chaleur (3) à l'aide du deuxième fluide après son passage par l'évaporateur (4). 10\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite boucle (11) est associée à un deuxième échangeur thermique (12), notamment associé à un ventilateur (13), destiné à réchauffer le deuxième fluide après sa coopération avec l'évaporateur (4) de la pompe à chaleur (3) et avant le passage dudit deuxième fluide dans le premier échangeur thermique (14). 15\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que dans la configuration de charge simultanée, et lorsque le premier fluide issu de l'élément de stockage (1) est mis en circulation dans le circuit (2), la pompe à chaleur (3) comporte un fluide frigorigène circulant entre l'évaporateur (4) de la pompe à 20 chaleur (3) et le condenseur (5) de la pompe à chaleur (3), ladite pompe à chaleur (3) étant configurée de telle sorte que le fluide frigorigène : - libère sa chaleur au niveau du condenseur (5) à la première fraction du premier fluide, et - prélève de la chaleur au deuxième fluide en vue que ce dernier participe 25 au refroidissement de la deuxième fraction du premier fluide.\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de stockage (1) du premier fluide est à stratification thermique et comporte un réservoir (1a) présentant un espace 30 rempli du premier fluide et comprenant à la fois la partie de stockage de premier fluide chaud (Z2) et la partie de stockage de premier fluide froid (Z1) dont les volumes sont adaptables. 3049693 39\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'espace du réservoir (1a) comporte une partie de stockage intermédiaire (Z3) de premier fluide située entre la partie de stockage de premier fluide chaud (Z2) et la partie de stockage de premier fluide froid (Z1), et en ce que dans la 5 configuration de charge simultanée, le dispositif comporte un système de prélèvement (7) configuré de sorte que le premier fluide issu de l'élément de stockage (1) et circulant dans le circuit (2) provient de la partie de stockage intermédiaire (Z3). 10\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit est apte à adopter au moins l'une des configurations additionnelles suivantes : - une configuration de charge de la partie de stockage de premier fluide chaud (Z2) seule dans laquelle le circuit (2) est configuré de telle sorte 15 que, lorsque du premier fluide issu de l'élément de stockage (1) circule dans le circuit (2), ledit premier fluide circulant dans le circuit (2) est dirigé dans le circuit (2) de sorte à subir une élévation de température induite par le condenseur (5) de la pompe à chaleur (3) avant d'être introduit dans l'élément de stockage au niveau de la partie de stockage de 20 premier fluide chaud (Z2), - une configuration de charge de la partie de stockage de premier fluide froid (Z1) seule dans laquelle le circuit (2) est configuré de telle sorte que, lorsque du premier fluide issu de l'élément de stockage (1) circule dans le circuit (2), ledit premier fluide circulant dans le circuit (2) est dirigé dans le 25 circuit (2) de telle sorte à subir une diminution de température provoquée par un deuxième fluide circulant dans une boucle de circulation (11) du dispositif avant d'être introduit dans l'élément de stockage 1 au niveau de la partie de stockage de premier fluide froid (Z1), dans cette configuration de charge de la partie de stockage de premier fluide froid seule la pompe 30 à chaleur est soit désactivée, soit activée pour participer à la diminution de température, - une configuration de distribution du premier fluide issu de l'élément de stockage (1) dans laquelle la pompe à chaleur (3) est désactivée, et dans 3049693 40 laquelle le circuit (2) est configuré pour transmettre ledit premier fluide issu de l'élément de stockage (1) à un réseau de distribution (16) du bâtiment et pour réceptionner ledit premier fluide après qu'il ait circulé dans le réseau de distribution (16) du bâtiment en vue de l'injecter au 5 moins en partie dans l'élément de stockage (1), et en ce qu'il comporte un module de pilotage (19) configuré pour sélectionner l'une desdites configurations choisie entre la configuration de charge simultanée et l'au moins une desdites configurations additionnelles, et configuré pour modifier la circulation du premier fluide au sein du circuit (2) de sorte à mettre en 10 oeuvre la configuration sélectionnée.\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le module de pilotage (19) comporte une fonction prenant en entrée au moins l'un des paramètres suivants : 15 - Un paramètre représentatif d'un prévisionnel d'ensoleillement, - Un paramètre représentatif des températures extérieures de jour et de nuit à venir, - Un paramètre représentatif du coût de l'électricité utilisée en cas de fluctuation dudit coût dans le temps, 20 - Un paramètre représentatif du comportement des clients, - Un paramètre indicateur de la présence de client(s) au sein du bâtiment, et donnant en sortie la configuration sélectionnée.\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce 25 que le circuit (2) comporte une sortie (S1) destinée à être reliée à une entrée (El) d'un réseau de distribution (16) du bâtiment et une entrée (E2) destinée à être reliée à une sortie (S2) du réseau de distribution (16) du bâtiment, ledit circuit (2) comportant en outre : - un premier tronçon (T1) connecté, d'une part, à l'élément de stockage (1) 30 et, d'autre part, à l'entrée (E2) du circuit (2), ce premier tronçon (T1) comporte une première pompe (6) et une première dérivation (20) formée en parallèle de la première pompe (6), 3049693 41 - un deuxième tronçon (T2) connecté, d'une part, à l'élément de stockage au niveau de la partie de stockage de premier fluide chaud (Z2) de l'élément de stockage (1), et connecté, d'autre part, à la sortie (S1) du circuit (2), ledit deuxième tronçon (T2) comportant entre l'élément de 5 stockage (1) et la sortie (S1) du circuit (2) les éléments successifs suivants : une première vanne (21), une deuxième pompe (22) associée à une deuxième dérivation (23) formée en parallèle de la deuxième pompe (22), une deuxième vanne (24), une troisième pompe (25) apte à envoyer, lorsqu'elle est activée, le premier fluide dans le réseau de 10 distribution du bâtiment (16), - un troisième tronçon (T3) connecté, d'une part, au premier tronçon (T1) et, d'autre part, à la deuxième vanne (24), ledit troisième tronçon (T3) étant associé au condenseur (5) de la pompe à chaleur (3), - un quatrième tronçon (T4) connecté, d'une part, au premier tronçon (T1), 15 de préférence entre la première pompe (6) et le troisième tronçon (T3), et, d'autre part, à une troisième vanne (26), le dispositif comportant une boucle de circulation (11) d'un deuxième fluide, notamment de l'eau glycolée, cette boucle (11) comportant une quatrième pompe (15) permettant la mise en circulation du deuxième fluide de sorte à ce qu'il 20 coopère successivement avec l'évaporateur (4) de la pompe à chaleur (3), puis un deuxième échangeur thermique (12) à air en vue d'augmenter sa température, notamment couplé à un ventilateur (13), puis un premier échangeur thermique (14) associé au quatrième tronçon (T4), avant de retourner à l'évaporateur (4), 25 - un cinquième tronçon (T5), comprenant la troisième vanne (26), connecté, d'une part, à l'élément de stockage (1) au niveau de la partie de stockage de premier fluide froid (Z1) et, d'autre part, au deuxième tronçon (T2) entre la première vanne (21) et la deuxième pompe (22), - un sixième tronçon (T6) connecté, d'une part, au premier tronçon (T1) et, 30 d'autre part, à la première vanne (21), le dispositif comportant un module de contrôle (19) configuré de sorte à commander l'état des première, deuxième, troisième et quatrième pompes, l'état des première et deuxième dérivations, l'état des première, deuxième, troisième 3049693 42 vannes et l'état de la pompe à chaleur en fonction d'une configuration souhaitée du circuit (2).\n<CLM>\1\tProcédé de gestion d'un dispositif pour bâtiment, ledit dispositif 5 comprenant un élément de stockage (1) d'un premier fluide, caractérisé en ce qu'il comporte un premier mode de fonctionnement comprenant une étape de charge simultanée (El ) d'une partie de stockage de premier fluide froid (Z1) au sein de l'élément de stockage (1) et d'une partie de stockage de premier fluide chaud (Z2) au sein de l'élément de stockage (1), ladite étape de charge 10 simultanée comprenant une étape de prélèvement (E1-1) de premier fluide à partir de l'élément de stockage (1) de sorte à le mettre en circulation dans un circuit (2) de circulation du premier fluide et une étape d'utilisation (E1-2) d'une pompe à chaleur (3) comprenant un condenseur (5) et un évaporateur (4), l'évaporateur (4) formant une source froide participant à la charge de la partie 15 de stockage de premier fluide froid (Z1) et le condenseur (5) formant une source chaude participant à la charge de la partie de stockage de premier fluide chaud (Z2).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape 20 de charge simultanée (El) comprend les étapes suivantes : - Une étape d'élévation (E1-3) de la température d'une première fraction du premier fluide circulant dans le circuit (2) induite par l'étape d'utilisation (E1-2) de la pompe à chaleur (3) suivie d'une étape d'introduction (E1-4) de la première fraction dans l'élément de stockage 25 (1) au niveau de la partie de stockage de premier fluide chaud (Z2) de l'élément de stockage (1), - Une étape de diminution (E1-5) de la température d'une deuxième fraction du premier fluide circulant dans le circuit (2) induite par l'étape d'utilisation (E1-2) de la pompe à chaleur (3) suivie d'une étape 30 d'introduction (E1-6) de la deuxième fraction dans l'élément de stockage au niveau de la partie de stockage de premier fluide froid (Z1) de l'élément de stockage (1). 3049693 43\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il comporte en plus du premier mode de fonctionnement, au moins l'un des modes de fonctionnement additionnels suivants : - Un deuxième mode de fonctionnement comprenant une étape de charge 5 (E2) de la partie de stockage de premier fluide chaud seule (Z2) comportant : o Une étape de prélèvement (E2-1) de premier fluide à partir de l'élément de stockage (1) de sorte à le mettre en circulation dans le circuit (2) pour qu'il subisse une élévation de température 10 induite par le condenseur (5) de la pompe à chaleur (3) suivie d'une étape d'introduction (E2-2) dudit premier fluide prélevé dans l'élément de stockage (1) au niveau de la partie de stockage de premier fluide chaud (Z2), - Un troisième mode de fonctionnement comprenant une étape de charge 15 (E3) de la partie de stockage de premier fluide froid seule comportant: o Une étape de prélèvement (E3-1) de premier fluide à partir de l'élément de stockage (1) de sorte à le mettre en circulation dans le circuit (2) pour qu'il subisse une diminution de température lors d'un passage dudit premier fluide prélevé dans un échangeur 20 thermique (14) couplé à un deuxième fluide de température inférieure à celle dudit premier fluide prélevé, suivie d'une étape (E3-2) d'introduction dudit premier fluide prélevé dans l'élément de stockage au niveau de la partie de stockage de premier fluide froid (Z1) de l'élément de stockage (1), 25 - Un quatrième mode de fonctionnement dans lequel la pompe à chaleur (3) est désactivée, et comprenant une étape (E4) dans laquelle le circuit (2) transmet du premier fluide issu de l'élément de stockage (1) à un réseau de distribution (16) d'un bâtiment et réceptionne ledit premier fluide après qu'il ait circulé dans un réseau de distribution (16) du 30 bâtiment en vue de l'injecter au moins en partie dans l'élément de stockage (1), et en ce qu'il comporte une étape de pilotage (E5) configurée pour sélectionner un mode de fonctionnement choisi parmi le premier mode de fonctionnement et 3049693 44 I'au moins un mode de fonctionnement additionnel, et configurée pour mettre en oeuvre ledit mode de fonctionnement sélectionné.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape 5 de pilotage (E5) comporte l'utilisation d'une fonction prenant en entrée au moins l'un des paramètres suivants : - Un paramètre représentatif d'un prévisionnel d'ensoleillement, - Un paramètre représentatif des températures de jour et de nuit à venir, - Un paramètre représentatif du coût de l'électricité utilisée en cas de 10 fluctuation dudit coût dans le temps, - Un paramètre représentatif du comportement des clients, - Un paramètre indicateur de la présence de client(s) au sein du bâtiment, et donnant en sortie le mode de fonctionnement sélectionné. 15\n<CLM>\1\tInstallation comportant un bâtiment muni d'un réseau de distribution de fluide notamment destiné au chauffage et/ou au refroidissement dudit bâtiment, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif selon l'une des revendications 1 à 10 relié au réseau de distribution pour distribuer le premier fluide issu de l'élément de stockage au sein du réseau de distribution. 20