FR2478799A2 - Dispositif de chauffage utilisant l'energie solaire - Google Patents
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Abstract
A.DISPOSITIF DE RECHAUFFAGE COMPORTANT L'UTILISATION DE L'ENERGIE SOLAIRE ET D'UN RECHAUFFEUR INSTANTANE AUXILIAIRE SELON LE BREVET PRINCIPAL; B.CE DISPOSITIF COMPORTE UN COLLECTEUR SOLAIRE 14 ET UN RECHAUFFEUR INSTANTANE 26 AVEC BRULEUR 36 POUR GAZ OU FUEL, REGLABLE EN CONTINU ET SERVANT DE CHAUFFAGE AUXILIAIRE. CE RECHAUFFEUR INSTANTANE 26 COMPORTE UN THERMOSTAT 60 QUI INTERROMPT L'ARRIVEE DU COMBUSTIBLE AU BRULEUR PRINCIPAL 36 DE L'APPAREIL DES QUE ET AUSSI LONGTEMPS QUE LA TEMPERATURE DU LIQUIDE QUI ARRIVE DANS L'APPAREIL DEPASSE UNE VALEUR PRESCRITE. IL PEUT ETRE PREVU EN AVAL UN ROBINET MELANGEUR THERMOSTATIQUE 30 QUI LIMITE LA TEMPERATURE D'ECOULEMENT A LA VALEUR PRESCRITE POUR LE RECHAUFFER INSTANTANE, PAR APPORT DE LIQUIDE FROID; C.L'INVENTION TROUVE SON APPLICATION PRINCIPALE DANS DES DISPOSITIFS DE RECHAUFFAGE DE LIQUIDE, NOTAMMENT DE L'EAU.
Description
La présente invention concerne un dispositif selon le brevet principal caractérisé essentiellemeat en ce que le chauffage auxiliaire de liquide prévu en complément du réchauffage par énergie solaire est réalisé sous forme de réchaufanxt instantané réglable, la régulation s'effectuant en fonction de la température du liquide en amont du réchauffeur et de la température prescrite à la sortie du réchaufr.
Dans ce dispositif, la température du liquide qui arrive au réchauffeur instantané est introduite, sous forme de grandeur perturbatrice, dans le régulateur qui maintient constamment à la valeur choisie à ltavance la température de sortie du ré chauffeur instantané par une action continue de modulation de l'arrivée du carburant Il peut alors survenir que le dispositif de sécurité limitant la température du réchauffeur instantané réagisse lorsque la température du liquide qui arrive dans le réchauffeur ins i;;aIltané est si élevée que même la plus petite puissance de l'appareil, à la limite inférieure de la plage de régulation, se situe au-delà de la possibilité d'action du régulateur.
Dans un autre dispositif connu du type indiqué, en amont du réchauffeur instantané prévu comme chauffage auxih liaire est monté un robinet mélangeur themostatique dont les entrées sont reliées à un réservoir chauffé par des collecteurs solaires et à une conquit d'arrivée d'eau froide, et par ltintex- médiaire de la sortie duquel on amende au réchauffeur instantane de l'eau à la température maxima de 50 . Ce dispositifs fonctionne de façon non économique lorsque l'eau qui se trouve dans le réservoir chauffé par les collecteurs solaires a une température qui rendrait inutile un réchauffage ultérieur dans le réchauffeur instantané. Dans ce cas, l'eau sortant du réservoir est tout d'abord refroidie dans le robinet mélangeur thermostatique, puis à nouveau réchauffée dans le réchauffeur instantané qui fonctionne toujours à petite puissance.
Il est connu d'autre part dans des dispositifs de réchauffage d'eau de consommation comportant des collecteurs solaires et un chauffe-eau chauffé à l'énergie conventionnelle et fonctionnant comme chauffage auxiliaire, de monter en aval du chauffe-eau un robinet mélangeur thermostatique qui permet d'établir par réglage une température désirée de l'eau de consommation indépendamment de la température de l'eau qui se trouve dans le réservoir chauffé par les collecteurs solaires (DE-OS 28 21 793). Dans ce dispositif, la deuxième entrée du robinet mélangeur thermostatique est directement reliée à la sortie du réservoir chauffé par les collecteurs solaires.La disposition est telle que la première entrée du robinet mélangeur reste fermée aussi longtemps que, -et donc que le chauffe-eau auxiliaire reste hors circuit aussi longtemps que - la température de sortie du réservoir chauffé par les collecteurs solaires reste inférieure à la température d'écoulement désirée de l'eau de consommation. Dans ce dispositif, il est nécessaire de prévoir une deuxième conduite d'eau chaude conduisant au robinet mélangeur thermostatique. De plus, il n'est pas possible d'abaisser, sans dispositions complémentaires, la température d'écoulement de l'eau de consommation à une valeur inférieure à la température de l'eau qui se trouve dans le réservoir.
Le dispositif selon l'invention, est caractérisé en ce qu'un thermostat interrompt l'arrivée du combustible au brûleur principal du ré chauffeur instantané dès que et aussi longtemps que la température du liquide qui lui est amené, dépasse une valeur prédéterminée présente par contre l'avantage de permettre d'utiliser comme chauffage auxiliaire un type d'appareil d'un réchauffeur instantané à régulation de température qui se trouve déjà sur le marche et qu'il suffit de modifier ou complétér légèrement pour le but envisagé. Sur le réchauffeur instantané, on règle le débit du liquide qui s'écoule comme dans les installations ne comportant pas de collecteurs solaires, une réaction du dispositif de sécurité limitant la température pouvant s'éviter en sécurité même en cas de puisage de faibles débits instantanés.Le chauffage auxiliaire reste hors circuit si les collecteurs solaires ont déjà eux-mêmes la possibilité de chauffer le liquide pour atteindre la empérature d'écoulement souhaitée. Une Xronduite de dérivation qui contourne l'appareil conduisant à un robinet mélangeur monté en aval, devient inutile, de sorte que le dispositif devient au total plus simple et moins coûteux. L'utilisation d'un réchauffeur instantané à régulation de température à la place d'un chauffe- eau du type ballon d'eau chaude d'une certaine capacité présente de plus, l'avantage que la puissance thermique du réchauffeur instantané se fait sentir sans retard notable dans une élévation de temps rature du liquide à réchauffer.
D'autres conceptions avantageuses et améliorations du dispositif défini ci-dessus sont possibles grtce aux mesures suivantes consistant à prévoir que
- le dispositif de régulation du réchauffeur instantané, sur la plage inférieure de puissance, n'interrompt pas complètement l'arrivéedu combustible au brûleur principal de l'appareil, la température de réaction du thermostat se situant de préférence à quelques degrés enzdessous de la valeur prescrite de la température de sortie du réchauffeur instantané
- en avail du réchauffeur instantané est monté un robinet mélangeur thermostatique qui limite à la valeur prescrite la température de sortie par addition de liquide froid ou moins réchauffé
- le robinet mélangeur thermostatique est monté sur le réchauffeur instantané ou y est incorporé
- le thermostat commandé par la température d'arrivée fait partie du dispositif de régulation du réchauffeur instantané
- le thermostat commandé par la température d'arrivée est monté sous forme d'accessoire au réchauffeur instantané
- la température d'arrivée est introduite sous forme de grandeur perturbatrice dans le dispositif de régulation du réchauffeur instantané
- Si le dispositif comporte une veilleuse associée au brûleur principal du réchauffeur instantané, l'arrivée du combustible à la veilleuse n'est pas influencée par le thermostat.
- le dispositif de régulation du réchauffeur instantané, sur la plage inférieure de puissance, n'interrompt pas complètement l'arrivéedu combustible au brûleur principal de l'appareil, la température de réaction du thermostat se situant de préférence à quelques degrés enzdessous de la valeur prescrite de la température de sortie du réchauffeur instantané
- en avail du réchauffeur instantané est monté un robinet mélangeur thermostatique qui limite à la valeur prescrite la température de sortie par addition de liquide froid ou moins réchauffé
- le robinet mélangeur thermostatique est monté sur le réchauffeur instantané ou y est incorporé
- le thermostat commandé par la température d'arrivée fait partie du dispositif de régulation du réchauffeur instantané
- le thermostat commandé par la température d'arrivée est monté sous forme d'accessoire au réchauffeur instantané
- la température d'arrivée est introduite sous forme de grandeur perturbatrice dans le dispositif de régulation du réchauffeur instantané
- Si le dispositif comporte une veilleuse associée au brûleur principal du réchauffeur instantané, l'arrivée du combustible à la veilleuse n'est pas influencée par le thermostat.
Il y a particulièrement avantage à ce qu'en aval du réchauffeur instantané à régulation de température, soit monté un robinet mélangeur thermostatique, qui limite à une valeur maxima prescrite la température de sortie du liquide réchauffé, ceci par apport de liquide froid.
Il est possible ainsi d'utiliser, sans aucune intervention sur le dispositif électronique de régulation agissant sur la température de sortie, même des réchauffeurs instantanés à régulation de température où le robinet de régulation ne peut que réduire à une valeur correspondant à la plus petite puissance de réglage l'arrivée de combustible au brûleur principal de l'appareil, mais ne peut pas l'interrompre complètement. La température du liquide qui s'écoule du robinet mélangeur thermostatique reste constante même Si la température du liquide qui se trouve dans le réservoir chauffé par le collecteur solaire s'élève au-delà de la valeur prescrite de cette température d'écoulement.
Il y a avantage à ce que l'organe de positionnement du régulateur soit un robinet-vanne commandé par moteur ou une electrovanne située dans la conduite d'arrivée du combustible du brûleur principal du réchauffeur instantané. Dans de nombreux cas, il peut également être avantageux d'introduire dans le régulateur du réchauffeur instantané, en tant que grandeur perturbatrice, la température de liteau qui arrive au réchauffeur instantané, afin d'affiner la régulation.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la
description ci-après et du dessin annexé représentant un exemple de réalisation de l'invention.
description ci-après et du dessin annexé représentant un exemple de réalisation de l'invention.
Le dispositif représenté sert à réchauffer de l'eau de consommation qui s'écoule dans un réservoir 12 depuis une conduite d'eau froide 10. Ce réservoir est chauffé par un collecteur solaire 14 monté dans un circuit fermé 16 qui passe par un serpentin de chauffage 18 situé dans le réservoir 12 et par une pompe de circulation 20. Ce réservoir 12 est relié, par une conduite 22, à l'entrée 24 d'un réchauffeur d'eau 26 chauffé au gaz et dont la sortie 28 est reliée à l'une des entrées d'un robinet mélangeur thermostatique 30. La deuxième entrée de ce robinet mélangeur 30 est reliée à une arrivée d'eau froide 32 et sa sortie l'est, par l'intermédiaire d'une conduite d'eau chaude 34, à des postes de puisage non représentés.
Le réchauffeur instantané 26 est ce que l'on appelle un appareil à régulation de température, dont la température d'écoulement est indépendante du débit d'eau puisé dans l'unité de temps et atteint par exemple 600C. L'appareil sert de chauffage auxiliaire pour 1' eau de consommation du réservoir 12 préchauffée par l'énergie solaire et comporte comme habituellement un brûleur principal 36 où arrive du combustible par une conduite de gaz 38. De cette conduite dérive une conduite de veilleuse 40 qui conduit à une veilleuse 42 disposée au voisinage du brûleur principal 36. Au-dessus de ce brûleur 36 est disposé un bloc à ailettes 44 servant d'échangeur thermique et que traverse un serpentin 46 où circule l'eau de consommation et que les conduites internes 48 et 50 relient à l'arrivée 24 et à l'écoulement 28 de l'appareil.
Sur la conduite de gaz 38 est monté un robinet à gaz 52 qui permet de mettre manuellement en circuit et hors circuit le réchauffeur instantané 26o Ce robinet à gaz 52 contient de plus un contacteur commandé par le débit et qui n'autorise l'arrivée du gaz que lorsqu'un certain débit minimum d'eau parcourt l'appareil. Ce contacteur commandé par le débit est monté comme habituellement et relié aux conduites 48 et 50, ce que le dessin ne représente pas pour plus de simplicité. Dans le robinet à gaz 52 est de plus monté un dispositif hydraulique ou électronique de régulation de la température d'écoulement de l'eau réchauffée.L'organe de positionnement de ce dispositif est une vanne qui règle en continu une ouverture de régulation dans la conduite de gaz 38 entre une section maxima correspondant à la puissance nominale de l'appareil et une section minima correspondant à la plus petite puissance de réglage Cette section minima est dimensionnée de façon que le brûleur principal 36 brûle encore parfaftement
On adapte le débit d'veau minimum à la plus petite puissance de réglage de l'appareil de façon que même ce débit soit réchauffé à la température prescrite de l'eau d'écoulement.
On adapte le débit d'veau minimum à la plus petite puissance de réglage de l'appareil de façon que même ce débit soit réchauffé à la température prescrite de l'eau d'écoulement.
gour détecter la valeur réelle de la température d'écoulement, il est prévu une sonde thermique 54 qui, dans l'exemple d"exécution, se trouve sur la conduite 50, mais que l'on pourrait également monter à l'extrémité côté sortie 56 du serpentin 46 de l'échangeur thermique. De plus, il est prévu un dispositif de sécurité de limitation de température symbolisé sur le dessin par la sonde thermique 58, qui interrompt l'arrivée du gaz au brûleur principal 36 Si la température de l'eau de consommationréchauffée dépasse, immédiatement après l'échangeur thermique 44, 46, une valeur maxima autorisée, par exemple 900 Ce
Dans le cas de l'utilisation habituelle jusqu'ici d'un réchauffeur instantané à régulation de température du type décrit sans réservoir monté en amont, l'eau à réchauffer parvient à l'appareil à une température d'environ 10 à 150 C. Dans aucune condition de fonctionnement de l'appareil, il ne peut survenir que l'énergie thermique amenée se situe au-delà de la possibilité de régulation du régulateur et donc que l'eau s'échauffe à une température à laquelle le dispositif de sécurité de limitation de température réagisse. Il en est autrement toutefois lorsque l'eau qui arrive est déjà préchauffée et en particulier lorsqu'il s'agit d'un appareil où l'organe de positionnement du régulateur ne peut que réduire l'arrivée de gaz mais ne peut pas l'interrompre complètement. Dans ce cas, on peut en arriver à ce que le dispositif de sécurité de l'appareil déclenche si l'eau de consommation qui arrive s'échauffe trop fortement tandis que le débit puisé par unité de temps est trop faible.
Dans le cas de l'utilisation habituelle jusqu'ici d'un réchauffeur instantané à régulation de température du type décrit sans réservoir monté en amont, l'eau à réchauffer parvient à l'appareil à une température d'environ 10 à 150 C. Dans aucune condition de fonctionnement de l'appareil, il ne peut survenir que l'énergie thermique amenée se situe au-delà de la possibilité de régulation du régulateur et donc que l'eau s'échauffe à une température à laquelle le dispositif de sécurité de limitation de température réagisse. Il en est autrement toutefois lorsque l'eau qui arrive est déjà préchauffée et en particulier lorsqu'il s'agit d'un appareil où l'organe de positionnement du régulateur ne peut que réduire l'arrivée de gaz mais ne peut pas l'interrompre complètement. Dans ce cas, on peut en arriver à ce que le dispositif de sécurité de l'appareil déclenche si l'eau de consommation qui arrive s'échauffe trop fortement tandis que le débit puisé par unité de temps est trop faible.
Pour éviter ce risque, selon l'invention, on monte sur le réchauffeur instantané 26 un thermostat 60 qui interrompt l'arrivée du gaz du brûleur principal 36 lorsque l'eau qui arrive atteint une température de par exemple 50 ou 550C.
On prévoit dans ce but le thermostat 60 et sa sonde thermique 62 montée sur la conduite d'arrivée 24, ainsi que des organes de déclenchement influencés par lui, et qui agissent sur un robinet 64, par exemple un robinet vanne commandé par moteur ou une électrovanne sur la conduite de gaz 38. Par l'intermédiaire du robinet 64, le thermostat 60 ferme la conduite de gaz 38 dès que et aussi longtemps que la sonde thermique 62 indique une température de l'eau à l'arrivée supérieure à la valeur prescrite.
La conduite de la veilleuse 40 n'est pas influencée, de sorte que lorsqu'on ouvre à nouveau la conduite d'arrivée de gaz du brûleur principal 36, il peut s'allumer aussitôt.
On calcule le débit minimum d'eau de l'appareil de façon à ne pas atteindre la température de réaction du dispositif de sécurité delimitation de température meme si le débit
minimum d'eau à l'arrivée présente une température qui est juste en-dessous de la température de réaction du thermostat 60. Dans cette condition de fonctionnement, on se trouve certes au-delà de la plage sur laquelle le dispositif hydraulique ou électronique de régulation du réchauffeur instantané 26 peut agir, si le dispositif de régulation ne coupe pas complètement l'arrivée du gaz sur la plage inférieure de puissance. Mais, cela est cependant sans danger, car le robinet mélangeur 30 monté en aval ramène à la valeur prescrite de l'appareil, par apport d'eau froide, la température d'écoulement trop élevée. En cas d'utilisation de réchauffeurs instantanés dont le dispositif de régulation peut couper complètement 1' arrivée du gaz sur la plage inférieure de puissance et travaille donc selon le principe en circuit/hors circuit, on peut éventuellement renoncer, avec une conception judiciaire du thermostat 60, au robinet mélangeur monté en aval 30.
minimum d'eau à l'arrivée présente une température qui est juste en-dessous de la température de réaction du thermostat 60. Dans cette condition de fonctionnement, on se trouve certes au-delà de la plage sur laquelle le dispositif hydraulique ou électronique de régulation du réchauffeur instantané 26 peut agir, si le dispositif de régulation ne coupe pas complètement l'arrivée du gaz sur la plage inférieure de puissance. Mais, cela est cependant sans danger, car le robinet mélangeur 30 monté en aval ramène à la valeur prescrite de l'appareil, par apport d'eau froide, la température d'écoulement trop élevée. En cas d'utilisation de réchauffeurs instantanés dont le dispositif de régulation peut couper complètement 1' arrivée du gaz sur la plage inférieure de puissance et travaille donc selon le principe en circuit/hors circuit, on peut éventuellement renoncer, avec une conception judiciaire du thermostat 60, au robinet mélangeur monté en aval 30.
Claims (6)
10) Dispositif de chauffage utilisant de-l'énergie solaire, pour le réchauffage de liquides, en particulier d'eau de consommation, comportant un collecteur solaire et comme chauffage auxiliaire, un réchauffeur instantané chauffé au gaz ou au fuel, monté en aval et réglable en continu, le régulateur étant influencé par la température du liquide qui arrive à ce réchauffeur instantané selon le brevet principal, caractérisé en ce qu'un thermostat (60) interrompt l'arrivée du combustible au brûleur principal (36) du réchauffeur instantané (26), dès que et aussi longtemps que la température du liquide qui lui est amené dépasse une valeur prédéterminée0
20) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de régulation (52) du réchauffeur instantané (26) sur la plage inférieure de puissance, n'interrompt pas completement l'arrivée du combustible au brûleur principal (96) de l'appareil, la température de réaction du thermostat (60) se situant de préférence à quelques degrés en-dessous de la valeur prescrite de la température de sortie du réchauffeur instantané (26).
30) Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'en aval du réchauffeur instantané (26) est monté un robinet mélangeur thermostatique (30) qui limite à la valeur prescrite la température de sortie par addition de liquide froid ou moins réchauffé.
40) Dispositif selon la revendication 3, carat térisé en ce que le robinet mélangeur (30) est monté sur le réchauffeur instantané (26) ou y est incorporée
50) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le thermostat (60) commandé par la température d arrivée fait partie du dispositif de régulation (52) du réchauffeur instantané (26) e
60) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le thermostat (.60) commandé par la température d'arrivée est monté sous forme dvaccessoire au réchauffeur instantané (26).
70) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la température d'arrivée est introduite sous forme de grandeur perturbatrice dans le dispositif de régulation (tua2) du réchauffeur instantané (26).
80) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comportant une veilleuse associée au brûleur principal du réchauffeur instantané, caractérisé en ce que l'arrivée du combustible à la veilleuse (42) n'est pas influencée par le thermostat (60).
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1979
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