FR2913757A1 - Dispositif de couplage d'un systeme de chauffage a liquide caloporteur a un dispositif de refroidissement - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de couplage et un procédé d'adaptation▪ d'un système de chauffage à liquide caloporteur comprenanto un dispositif de chauffage (200) ayant :▪ un moyen de chauffage du liquide caloporteur, et▪ un moyen de circulation du liquide caloporteur,o et un réseau fluidique (100) de circulation du liquide caloporteur comprenant au moins un échangeur thermique,▪ avec un dispositif de refroidissement (300) ayant :o un moyen de refroidissement du liquide caloporteur, eto un moyen de circulation du liquide caloporteur,caractérisé en ce que le dispositif de couplage (400) comprend :▪ une première vanne trois voies comprenant deux entrées et une sortie, les deux entrées étant destinées à être connectées à une sortie du dispositif de chauffage (200) et à une sortie du dispositif de refroidissement (300) respectivement, et la sortie étant destinée à être connectée à une entrée du réseau fluidique (100), et▪ une deuxième vanne trois voies comprenant deux sorties et une entrée, les deux sorties étant destinées à être connectées à une entrée du dispositif de chauffage (200) et à une entrée du dispositif de refroidissement (300) respectivement, et l'entrée étant destinée à être connectée à une sortie du réseau fluidique (100).
Description
Dispositif de couplage d'un système de chauffage à liquide caloporteur à
un dispositif de refroidissement
DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne le domaine de la régulation thermique d'un lieu clos, telle qu'une habitation, utilisant le chauffage central. L'invention concerne plus précisément un système de régulation thermique permettant un chauffage ou un refroidissement des pièces d'un espace clos (tel qu'une habitation, un bureau, un local industriel, etc.) en fonction de la température ambiante.
ETAT DE LA TECHNIQUE De part les évolutions climatiques constantes, il est aujourd'hui de plus en plus courant que des particuliers ou des professionnels fassent installer des systèmes de climatisation pour pouvoir faire face aux températures ambiantes qui peuvent être très élevées pendant certaines périodes de l'année, comme en été par exemple. Les habitations actuelles n'intègrent en général pas d'origine un système de climatisation, et sont dotées uniquement d'un système de chauffage, tel qu'un chauffage central connecté à un réseau de radiateurs desservant les pièces de l'habitation en question. Une personne désireuse d'avoir un système de climatisation pour faire face aux périodes chaudes a plusieurs solutions.
Une première solution consiste à acheter un climatiseur individuel, souvent mobile, ne nécessitant pas de condenseur extérieur, doté en général simplement d'un moyen simple d'évacuation d'un flux d'air chaud vers l'extérieur, comme un tuyau par exemple. Bien que très simple à mettre en oeuvre, une telle solution ne permet une climatisation que de la pièce dans laquelle le dispositif est placé, et a une capacité volumétrique de refroidissement restreinte, une telle solution ne pouvant donc pas être utilisée dans une trop grande pièce. Une autre solution consiste à installer un système de climatisation complet, comprenant autant d'évaporateurs que de pièces à tempérer et un réseau de circulation d'air pour relier ces évaporateurs à un condenseur dimensionné au nombre d'évaporateurs utilisés et placé en dehors de l'habitation pour évacuer l'air chaud créé, le condenseur intégrant également des moyens pour la circulation tels qu'un système compresseur/détendeur. Un tel système de climatisation permet de tempérer correctement les pièces considérées mais sa mise en oeuvre est beaucoup complexe que la solution précédente. Il est en effet nécessaire d'installer un réseau de circulation d'air complet qui vient s'ajouter au système de chauffage existant, et imposant des travaux relativement importants dans chaque pièce. Pour éviter d'utiliser un système de chauffage et un système de climatisation distincts, il est possible d'utiliser un système de climatisation réversible qui est adapté pour chauffer ou refroidir l'habitation par un réseau de circulation d'air adapté, en ce en fonction de la température ambiante. C'est une solution plus coûteuse que la précédente mais qui présente l'avantage de s'affranchir d'un système de chauffage dédié. Néanmoins, l'inconvénient majeur de cette solution est qu'elle ne peut être mise en oeuvre que dans les habitations n'étant pas déjà pourvues d'un système de chauffage, c'est à dire lors de la construction de l'habitation. En effet, adopter ce type de solution dans une habitation étant déjà pourvue d'un système de chauffage est extrêmement coûteuse. Il est en outre à noter que ces différentes solutions sont généralement très coûteuses en énergie. En effet, si la durée de fonctionnement nécessaire pour refroidir, voire chauffer, une pièce est en général assez faible, ces appareils requièrent une énergie de fonctionnement très importante. Un but de la présente invention est de proposer un système de régulation thermique d'une habitation permettant de résoudre au moins l'un des inconvénients précités.
EXPOSE DE L'INVENTION A cette fin, on prévoit un dispositif de couplage : ^ d'un système de chauffage à liquide caloporteur comprenant : o un dispositif de chauffage ayant : un moyen de chauffage du liquide caloporteur, et un moyen de circulation du liquide caloporteur, o et un réseau fluidique de circulation du liquide caloporteur comprenant au moins un échangeur thermique, ^ avec un dispositif de refroidissement ayant : o un moyen de refroidissement du liquide caloporteur, et o un moyen de circulation du liquide caloporteur, caractérisé en ce que le dispositif de couplage comprend : ^ une première vanne trois voies comprenant deux entrées et une sortie, les deux entrées étant destinées à être connectées à une sortie du dispositif de chauffage et à une sortie du dispositif de refroidissement respectivement, et la sortie étant destinée à être connectée à une entrée du réseau fluidique, et ^ une deuxième vanne trois voies comprenant deux sorties et une entrée, les deux sorties étant destinées à être connectées à une entrée du dispositif de chauffage et à une entrée du dispositif de refroidissement respectivement, et l'entrée étant destinée à être connectée à une sortie du réseau fluidique.
Ce dispositif de couplage permet d'adapter n'importe quel système de chauffage central existant dans une habitation, de manière à utiliser le réseau fluidique existant et l'ensemble des échangeurs thermiques associés pour pouvoir également refroidir l'habitation.
Cela permet ainsi d'utiliser les éléments existants pour la mise en oeuvre de la climatisation de l'habitation. L'installation est donc très simple et surtout beaucoup moins coûteuse qu'un système de climatisation classique. En outre, le système de régulation thermique ainsi créé permet des gains d'énergie substantiels en fonctionnement, que ce soit en mode chauffage ou en mode climatisation.
Des aspects préférés mais non limitatifs du dispositif de couplage sont les suivants : ^ le dispositif de couplage comprend des moyens pour former un circuit commun d'alimentation électrique du moyen de circulation du dispositif de chauffage et du moyen de circulation du dispositif de refroidissement ; ^ le dispositif de couplage comprend un interrupteur électrique à trois positions agencé de manière à : o dans une première position, couper l'alimentation électrique du moyen de circulation du dispositif de refroidissement, o dans une deuxième position, couper l'alimentation électrique du moyen de circulation du dispositif de chauffage, et o dans une troisième position, couper l'alimentation électrique à la fois du moyen de circulation du dispositif de refroidissement et du moyen de circulation du dispositif de chauffage ; ^ le dispositif de couplage comprend un premier commutateur électrique couplé à la première vanne trois voies et agencé de manière à : 35 o couper l'alimentation électrique du moyen de circulation du dispositif de chauffage lorsque la première vanne trois voies est positionnée pour établir un passage du liquide caloporteur entre la sortie du dispositif de refroidissement et l'entrée du réseau fluidique, et o couper l'alimentation électrique du moyen de circulation du dispositif de refroidissement lorsque la première vanne trois voies est positionnée pour établir un passage du liquide caloporteur entre la sortie du dispositif de chauffage et l'entrée du réseau fluidique ; ^ le dispositif de couplage comprend un deuxième commutateur électrique couplé à la deuxième vanne trois voies et agencé de manière à : o couper l'alimentation électrique du moyen de circulation du dispositif de chauffage lorsque la deuxième vanne trois voies est positionnée pour établir un passage du liquide caloporteur entre la sortie du réseau fluidique et l'entrée du dispositif de refroidissement, et o couper l'alimentation électrique du moyen de circulation du dispositif de refroidissement lorsque la deuxième vanne trois voies est positionnée pour établir un passage du liquide caloporteur entre la sortie du réseau fluidique et l'entrée du dispositif de chauffage ; ^ les premier et deuxième commutateurs électriques sont couplés aux première et deuxième vannes trois voies par l'intermédiaire d'un premier et d'un deuxième contacteur mécanique respectivement, les premier et deuxième contacteurs mécaniques étant agencés pour activer les premier et deuxième commutateurs électriques en fonction de la position des première et deuxième vannes trois voies respectivement ; ^ le dispositif de couplage comprend en outre un thermostat agencé pour piloter le moyen de circulation du dispositif de refroidissement en fonction de la température ambiante ; ^ le dispositif de couplage comprend des éléments fusibles agencés pour couper l'alimentation électrique du moyen de circulation du dispositif de refroidissement et/ou du moyen de circulation du dispositif de chauffage en fonction de l'intensité du courant électrique les traversant ; ^ le dispositif de couplage comprend des moyens de vidange du liquide caloporteur, les moyens de vidange comprenant une vanne d'entrée ayant une entrée libre et une sortie connectée à un conduit en forme de T interposé entre la sortie de la première vanne trois voies et l'entrée du réseau fluidique, et une vanne de sortie ayant une sortie libre et une entrée connectée à un autre conduit en forme de T interposé entre la sortie du réseau fluidique et l'entrée de la deuxième vanne trois voies ; ^ le dispositif de couplage est contenu dans un boîtier intégrant le moyen de circulation du dispositif de refroidissement.
On prévoit également un système de régulation thermique à liquide caloporteur comprenant : ^ un dispositif de chauffage ayant : o un moyen de chauffage du liquide caloporteur, et o un moyen de circulation du liquide caloporteur alimenté par un circuit d'alimentation électrique, ^ et un réseau fluidique de circulation du liquide caloporteur comprenant au moins un échangeur thermique, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de refroidissement ayant un 15 moyen de refroidissement du liquide caloporteur, et un moyen de circulation du liquide caloporteur alimenté par le circuit d'alimentation électrique, ^ le dispositif de refroidissement étant couplé au dispositif de chauffage et au réseau fluidique par l'intermédiaire d'un dispositif de couplage tel que décrit ci-dessus, 20 ^ les deux entrées de la première vanne trois voies étant connectées à une sortie du dispositif de chauffage et à une sortie du dispositif de refroidissement respectivement, et la sortie de la première vanne trois voies étant connectée à une entrée du réseau fluidique, et ^ les deux sorties de la deuxième vanne trois voies étant connectées à une 25 entrée du dispositif de chauffage et à une entrée du dispositif de refroidissement respectivement, et l'entrée de la deuxième vanne trois voies étant connectée à une sortie du réseau fluidique.
Des aspects préférés mais non limitatifs du système de régulation 30 thermique à liquide caloporteur sont les suivants : ^ le dispositif de chauffage du système de régulation thermique est une chaudière, le moyen de chauffage étant une chambre de combustion et le moyen de circulation du liquide caloporteur étant une pompe électrique ; ^ le dispositif de refroidissement du système de régulation thermique est un 35 climatiseur, le moyen de refroidissement étant une pompe à chaleur et le moyen de circulation du liquide caloporteur étant une pompe électrique ; ^ l'échangeur thermique comprend un circuit fluidique dans lequel le liquide caloporteur est apte à circuler, et au moins un dispositif de ventilation comprenant une turbine montée en rotation dans un boitier et ayant un arbre de rotation solidaire d'un moyen de ventilation, le dispositif de ventilation étant interposé dans le circuit fluidique par couplage via une entrée et une sortie fluidiques ménagées dans le boitier, la turbine étant agencée de manière à être mise en rotation par circulation du liquide caloporteur dans le boitier ; ^ l'échangeur thermique comprend des moyens pour augmenter la surface d'échange thermique entre le circuit fluidique et l'air ambiant.
On prévoit enfin un procédé d'adaptation d'un système de chauffage à liquide caloporteur comprenant : ^ un dispositif de chauffage ayant : o un moyen de chauffage du liquide caloporteur, et o un moyen de circulation du liquide caloporteur alimenté par un circuit électrique d'alimentation, ^ et un réseau fluidique de circulation du liquide caloporteur comprenant au moins un échangeur thermique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : ^ interposer une première vanne trois voies entre le dispositif de chauffage et le réseau fluidique, la première vanne trois voies comprenant deux entrées et une sortie, une première des deux entrées étant connectée à une sortie du dispositif de chauffage, et la sortie étant connectée à une entrée du réseau fluidique, ^ interposer une deuxième vanne trois voies entre le dispositif de chauffage et le réseau fluidique, la deuxième vanne trois voies comprenant deux sorties et une entrée, une première des deux sorties étant connectée à une entrée du dispositif de chauffage, et l'entrée étant connectée à une sortie du réseau fluidique, ^ connecter une sortie et une entrée d'un dispositif de refroidissement de liquide caloporteur respectivement à la deuxième des deux entrées de la première vanne, et à la deuxième des deux sorties de la deuxième vanne.
Des aspects préférés mais non limitatifs du procédé d'adaptation d'un système de chauffage à liquide caloporteur sont les suivants : ^ le dispositif de refroidissement comprend un moyen de refroidissement du liquide caloporteur et un moyen de circulation du liquide caloporteur, le procédé comprenant en outre une étape consistant à connecter le moyen de circulation au circuit d'alimentation électrique ; ^ le procédé d'adaptation comprend une étape consistant à connecter un interrupteur trois positions dans le circuit électrique d'alimentation, de sorte que : o dans une première position, l'alimentation électrique du moyen de circulation du dispositif de refroidissement soit coupée, o dans une deuxième position, l'alimentation électrique du moyen de circulation du dispositif de chauffage soit coupée, et o dans une troisième position, l'alimentation électrique du moyen de circulation du dispositif de refroidissement et l'alimentation électrique du moyen de circulation du dispositif de chauffage soient toutes deux coupées; ^ le procédé d'adaptation comprend en outre les étapes consistant à : o coupler un premier commutateur électrique à la première vanne trois voies, et o connecter le premier commutateur électrique au circuit d'alimentation électrique de sorte que : lorsque la première vanne trois voies est positionnée pour établir un passage du liquide caloporteur entre la sortie du dispositif de refroidissement et l'entrée du réseau fluidique, l'alimentation électrique du moyen de circulation du dispositif de chauffage est coupée, et lorsque la première vanne trois voies est positionnée pour établir un passage du liquide caloporteur entre la sortie du dispositif de chauffage et l'entrée du réseau fluidique, l'alimentation électrique du moyen de circulation du dispositif de refroidissement est coupée ; ^ le procédé d'adaptation comprend en outre les étapes consistant à : o coupler un deuxième commutateur électrique à la deuxième vanne trois voies, et o connecter le deuxième commutateur électrique au circuit d'alimentation électrique de sorte que : ^ lorsque la deuxième vanne trois voies est positionnée pour établir un passage du liquide caloporteur entre la sortie du 25 30 35 réseau fluidique et l'entrée du dispositif de refroidissement, l'alimentation électrique du moyen de circulation du dispositif de chauffage est coupée, et lorsque la deuxième vanne trois voies est positionnée pour établir un passage du liquide caloporteur entre la sortie du réseau fluidique et l'entrée du dispositif de chauffage, l'alimentation électrique du moyen de circulation du dispositif de refroidissement est coupée ; ^ le procédé d'adaptation comprend en outre une étape consistant à connecter un thermostat au circuit électrique d'alimentation pour piloter le moyen de circulation du dispositif de refroidissement en fonction de la température ambiante ; ^ le procédé d'adaptation comprend en outre une étape consistant à interposer dans le circuit fluidique de l'échangeur thermique un dispositif de ventilation, le dispositif de ventilation comprenant une turbine montée en rotation dans un boitier et ayant un arbre de rotation solidaire d'un moyen de ventilation, le dispositif de ventilation étant interposé dans le circuit fluidique par couplage via une entrée et une sortie fluidiques ménagées dans le boitier, la turbine étant agencée de manière à être mise en rotation par circulation du liquide caloporteur dans le boitier.
DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des figures annexées parmi lesquelles : ^ La figure 1 est une représentation schématique d'un système de chauffage à liquide caloporteur d'une habitation ; ^ La figure 2 est une représentation schématique d'un dispositif de couplage du système de chauffage de la figure 1 à un dispositif de refroidissement ; ^ La figure 3 est une représentation schématique d'un dispositif de refroidissement destiné à être couplé au dispositif de couplage de la figure 2 ^ La figure 4 est une représentation schématique d'un système de régulation thermique a liquide caloporteur comprenant un système de chauffage à liquide caloporteur couplé à un système de refroidissement par un dispositif de couplage ; ^ La figure 5 est une représentation schématique du circuit de liquide caloporteur du système de régulation de la figure 4 en mode chauffage ; ^ La figure 6 est une représentation schématique du circuit de liquide caloporteur du système de régulation de la figure 4 en mode climatisation ; ^ La figure 7 est une représentation schématique du circuit d'alimentation électrique du système de régulation de la figure 4 en mode chauffage ; ^ La figure 8 est une représentation schématique du circuit d'alimentation électrique du système de régulation de la figure 4 en mode climatisation ; ^ La figure 9 est une vue tridimensionnelle d'un dispositif de ventilation pour échangeur thermique ; ^ La figure 10 est une vue tridimensionnelle d'un bec d'étranglement pour le dispositif de ventilation de la figure 9 ; ^ La figure 11 est une représentation schématique d'un dispositif de couplage intégrant un dispositif de vidange.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La plupart des habitations sont aujourd'hui équipées d'un système de chauffage, de type chauffage central, comprenant un circuit fluidique pour la circulation d'un liquide caloporteur à travers un ou plusieurs échangeurs thermiques, le liquide caloporteur étant chauffé par un dispositif de chauffage adapté. La figure 1 représente un tel système de chauffage. Ce système de chauffage comprend un réseau fluidique 100 pour la circulation d'un liquide caloporteur à travers un ou plusieurs échangeurs thermiques 110, qui sont disposés dans les différentes pièces à chauffer de l'habitation. Chaque échangeur thermique est monté en dérivation de deux nourrices (120 ;130) destinées à être couplées au dispositif de chauffage 200 permettant de chauffer le liquide caloporteur. Plus précisément, il est utilisé une nourrice d'entrée 120 ayant une entrée 121, formant l'entrée 101 du réseau fluidique 100, destinée à être couplée à la sortie 202 du dispositif de chauffage 200, cette nourrice d'entrée 120 ayant également une pluralité de sorties 122 destinées à être couplées respectivement à l'entrée 111 de chaque échangeur thermique 110 du réseau fluidique 100. Il est en outre utilisé une nourrice de sortie 130 ayant une sortie 132, formant la sortie 102 du réseau fluidique 100, destinée à être couplée à l'entrée 201 du dispositif de chauffage 200, cette nourrice de sortie 130 ayant également une pluralité d'entrées 131 destinées à être couplées respectivement à la sortie 112 de chaque échangeur thermique 110 du réseau fluidique 100.
Les échangeurs thermiques 110 peuvent être de tout type, tant qu'ils sont adaptés pour la circulation d'un liquide caloporteur tel que de l'eau. On pourra par exemple utiliser des radiateurs intégrant un circuit fluidique interne entre l'entrée 111 et la sortie 112 du radiateur, le conduit formant ce circuit fluidique interne étant arrangé pour maximiser la surface d'échange thermique avec l'air ambiant, en ayant par exemple une forme de serpentin comme cela est illustré à la figure 1. Les radiateurs peuvent en outre intégrer des ailettes s'étendant radialement à partir du circuit fluidique interne du radiateur, de manière à augmenter encore plus la surface d'échange thermique avec l'air ambiant. Ces ailettes peuvent par exemple former un quadrillage s'étendant à partir du circuit fluidique interne. Lorsque les échangeurs thermiques 110 sont bien disposés dans les pièces à chauffer, un tel réseau fluidique permet un chauffage assez satisfaisant de l'habitation considérée. Il est néanmoins en général nécessaire de faire circuler le liquide caloporteur chauffé pendant un temps assez important pour permettre une diffusion de la chaleur dans l'ensemble de la pièce. Pour augmenter cette diffusion, on propose, comme cela est illustré à la figure 1, d'intégrer un ou plusieurs dispositifs de ventilation 600 dans chaque échangeur thermique 110 pour accélérer la diffusion thermique. La structure et le fonctionnement de tels dispositifs de ventilation sont détaillés plus loin.
Ce réseau fluidique est couplé à un dispositif de chauffage 200 qui permet de chauffer et faire circuler le liquide caloporteur. Pour ce faire, le système de chauffage 200 comprend un moyen de chauffage 210 du liquide caloporteur et un moyen de circulation 220 de ce liquide caloporteur. Dans les chauffages centraux généralement utilisés, le système de chauffage 200 est une chaudière qui comprend comme moyen de chauffage 210 une chambre de combustion dans laquelle le liquide caloporteur circule pour être chauffé, cette chambre de combustion pouvant fonctionner au gaz, au fioul, à l'électricité, au charbon, au bois, etc. La chaudière comprend en outre un moyen de circulation 220 telle qu'une pompe ou un circulateur à plusieurs vitesses, à alimentation électrique par exemple, qui permet de faire circuler le liquide caloporteur dans le réseau fluidique 100 à une pression déterminée. Le dispositif de chauffage peut en outre comprendre un thermostat d'ambiance 230 connecté au circuit d'alimentation électrique du moyen de circulation 220 du liquide caloporteur de manière à piloter ce moyen de circulation 220 en fonction de la température ambiante et d'une consigne de température indiquée par l'utilisateur. Ce thermostat 230 peut agir comme un interrupteur activant ou non le moyen de circulation 220, notamment lorsque ce dernier est un circulateur, pour chauffer ou non l'habitation. Il peut également avoir une fonction de rhéostat pour faire varier la vitesse de rotation de la pompe 220 en fonction de la température ambiante, et permettre ainsi un pilotage plus fin de la température.
Notons que la chaudière comprend en outre en général un circuit d'eau sanitaire indépendant du circuit de chauffage.
Les habitations ayant un système de chauffage central tel que présenté ci-dessus intègrent donc un réseau fluidique complet avec des échangeurs thermiques placés de manière adéquate pour répartir la chaleur dans l'habitation. La solution la plus simple et surtout le plus économique pour installer un système de climatisation dans l'habitation est d'utiliser le réseau fluidique 100 existant. Cela permet en effet d'utiliser les échangeurs thermiques 110 non pas pour chauffer les pièces mais pour les refroidir lorsque la température ambiante est élevée, en été par exemple. Pour ce faire il faut pouvoir monter en dérivation un dispositif de refroidissement 300 du liquide caloporteur, permettant de refroidir et faire circuler le liquide caloporteur dans le réseau fluidique 100. On propose a cette fin d'utiliser un dispositif de couplage 400 tel que représenté à la figure 2. Ce dispositif de couplage 400 comprend deux vannes trois voies (410 ;420) destinées à être interposées entre le dispositif de chauffage 200 et le réseau fluidique 100 et permettant de connecter le dispositif de refroidissement 300 sur le réseau fluidique 100. Plus précisément, le dispositif de couplage 400 comprend une première vanne trois voies 410 comprenant deux entrées (411a ;411b) et une sortie 412. La première 411a de ces deux entrées est destinée à être connectée à la sortie 202 du dispositif de chauffage 200, tandis que la deuxième 411b de ces deux entrées est destinée à être connectée à la sortie 302 du dispositif de refroidissement 300. La sortie 412 est quant à elle destinée à être connectée à l'entrée 101 du réseau fluidique 100. Il comprend également une deuxième vanne trois voies 420 comprenant deux sorties (422a ;422b) et une entrée 421. La première 422a de ces deux sorties est destinée à être connectée à l'entrée 201 du dispositif de chauffage 200, tandis que la deuxième 422b de ces deux sorties est destinée à être connectée à l'entrée 301 du dispositif de refroidissement 300. L'entrée 421 de cette deuxième vanne 420 est quant à elle destinée à être connectée à la sortie 102 du réseau fluidique 100.
Ces deux vannes trois voies (410 ;420) permettent donc de coupler un dispositif de refroidissement 300 au système de chauffage comprenant le dispositif de chauffage 200 et le réseau fluidique 100. Ce couplage forme un système de régulation thermique permettant de chauffer l'habitation lorsque la température ambiante est basse (mode chauffage), en hiver par exemple, et de refroidir l'habitation lorsque la température ambiante est élevée (mode climatisation), en été par exemple, en utilisant un unique réseau fluidique d'échangeurs thermiques. Ce système a en outre l'avantage de pouvoir être adapté sur tout système de chauffage à liquide caloporteur existant.
Comme il sera détaillé plus loin, le dispositif de couplage 400 comprend un réseau de connections électriques particulier garantissant au système de régulation thermique une sécurité maximale.
La figure 3 représente un dispositif de refroidissement 300 pouvant être connecté sur le dispositif de couplage 400. Ce dispositif de refroidissement comprend un moyen de refroidissement 310 du liquide caloporteur, ainsi qu'un moyen de circulation 320 de ce liquide. Le moyen de refroidissement 310 utilisé peut être un groupe de froid simple, à alimentation électrique par exemple, qui permet de refroidir le liquide 20 caloporteur. Ce groupe de froid comprend un compresseur pour comprimer un fluide à l'état gazeux. Le fluide, toujours à l'état gazeux, est à haute pression, et passe alors par un condenseur, qui le fait passer de l'état gazeux à l'état liquide, et abaisse légèrement la température. Ce fluide à l'état liquide et à haute pression 25 arrive à un détendeur, qui va abaisser la pression et ainsi que la température du fluide. Le fluide à l'état liquide, basse pression, passe alors par un évaporateur qui le fait passer à l'état gazeux, la température pendant cette étape augmente légèrement. Le fluide retourne enfin au compresseur, le cycle se répétant. Le circuit d'évaporation de ce groupe de froid comprend une pluralité de serpentins 30 qui sont disposés de manière à refroidir le liquide caloporteur traversant le groupe de froid. Le moyen de circulation 320 permet de faire circuler le liquide caloporteur dans le réseau fluidique100. Tout comme pour le dispositif de chauffage 200, ce moyen de circulation 320 peut être une pompe ou un circulateur à plusieurs 35 vitesses, à alimentation électrique par exemple. Le dispositif de refroidissement 300 de la figure 3 est autonome, c'est à dire que pour permettre la circulation du liquide caloporteur refroidi dans le réseau fluidique 100, il suffit de connecter son entrée 301 à la deuxième sortie 422b de la deuxième vanne 420, et sa sortie 302 à la deuxième entrée 411b de la première vanne 410, et d'alimenter en énergie le moyen de refroidissement 310 et le moyen de circulation 320 du liquide caloporteur.
On peut en outre prévoir de connecter un vase d'expansion (non représenté) dans le circuit fluidique du dispositif de refroidissement 300. Un tel vase d'expansion permet de maintenir, voire réguler, la pression du liquide caloporteur dans le circuit du dispositif de refroidissement 300. Selon une variante, telle qu'illustrée aux figures 4 à 8, le moyen de circulation 320 du liquide caloporteur est intégré dans le boitier comprenant le dispositif de couplage 400. Dans ce cas, il suffit de connecter un simple moyen de refroidissement 310 au dispositif de couplage 400, la circulation du liquide caloporteur en mode climatisation étant rendue possible par le moyen de circulation 320 intégré dans le boitier de couplage.
Tout comme pour le moyen de circulation 220 du dispositif de chauffage 200 du liquide caloporteur, le moyen de circulation 320 du dispositif de refroidissement 300 peut être connecté à un thermostat d'ambiance 330 pour piloter le moyen de circulation 320 en fonction de la température désirée dans l'habitation. Ce thermostat d'ambiance peut être placé dans le dispositif de refroidissement 300 mais peut également être intégré dans le boitier du dispositif de couplage 400. L'intégration du moyen de circulation 320 et du thermostat 330 du dispositif de refroidissement 300 dans le boitier enfermant le dispositif de couplage 400 permet de concentrer les dispositifs destinés à être connectés au circuit de connections électriques de sécurité prévu dans le dispositif de couplage 400.
La figure 4 représente un système de régulation thermique permettant de chauffer ou refroidir une habitation en utilisant un réseau fluidique 100 d'échangeurs thermiques 110, éventuellement préexistant dans l'habitation.
Sur la figure 4 sont représentés les différents circuits que le liquide caloporteur peut suivre selon que le système de régulation thermique est en mode chauffage ou en mode climatisation. Sur cette figure est également représenté le circuit d'alimentation électrique 500 qui permet d'alimenter les différents dispositifs électriques du système de régulation thermique tout en garantissant une sécurité de fonctionnement accrue. La mise en place d'un tel système de régulation thermique à partir d'un système de chauffage comportant un dispositif de chauffage 200 et un réseau fluidique 100 d'échangeurs thermiques 110 est très simple. Il suffit en effet de placer dans un premier temps le dispositif de couplage 400 en interposant chacune des vannes 410 et 420 comme indiqué plus haut. Une fois ces vannes installées entre le dispositif de chauffage 200 et le réseau fluidique 100, il suffit de connecter le dispositif de refroidissement 300, ce couplage formant ainsi un réseau fluidique de liquide caloporteur adapté pour le chauffage et la climatisation. La deuxième étape consiste à faire les branchements électriques pour former le circuit d'alimentation électrique 500 des différents dispositifs électriques du système de régulation. Ces connexions électriques seront précisées plus loin, en référence aux figures 7 et 8.
Les figures 5 et 6 représentent la circulation du liquide caloporteur en mode chauffage et en mode climatisation respectivement. En mode chauffage, comme représenté à la figure 5, les vannes trois voies (410 ;420) sont positionnées pour permettre la circulation du liquide caloporteur depuis la sortie 202 du dispositif de chauffage 200 vers l'entrée 101 du réseau fluidique 100, ainsi que depuis la sortie 102 du réseau fluidique 100 vers l'entrée du dispositif 201 de chauffage 200. Le liquide caloporteur est chauffé dans le moyen de chauffage 210 (non représenté sur la figure 5) et mis en circulation dans le réseau fluidique 100 grâce au moyen de circulation 220 (non représenté sur la figure 5) qui est alimenté comme on le verra plus loin. Les échangeurs thermiques 110 étant traversés par le liquide caloporteur chaud, ils permettent de chauffer l'air ambiant, et donc l'habitation, par échange thermique. En mode climatisation, comme représenté à la figure 6, les vannes trois voies (410 ;420) sont positionnées pour permettre la circulation du liquide caloporteur depuis la sortie 302 du dispositif de refroidissement 300 vers l'entrée 101 du réseau fluidique 100, ainsi que depuis la sortie 102 du réseau fluidique 100 vers l'entrée 301 du dispositif de refroidissement 300. Le liquide caloporteur est refroidi dans le moyen de refroidissement 310 et mis en circulation dans le réseau fluidique 100 grâce au moyen de circulation 320 qui est alimenté comme on le verra plus loin. Les échangeurs thermiques 110 étant traversés par le liquide caloporteur froid, ils permettent de refroidir l'air ambiant, et donc l'habitation, par échange thermique.
Les figures 7 et 8 représentent les connexions électriques entre les différents dispositifs à alimentation électrique du système de régulation thermique.
Les principaux dispositifs nécessitant une alimentation électrique sont les moyens de circulation (220 ;320) des dispositifs de chauffage 200 et de refroidissement 300. Le principe du système de régulation thermique présenté est de commuter les vannes trois voies (410 ;420) pour mettre le système en mode chauffage ou en mode climatisation, c'est à dire pour couper le circuit fluidique de refroidissement en mode chauffage et couper le circuit fluidique de chauffage en mode climatisation. Or, lorsque l'un des circuits, de refroidissement ou de chauffage, est coupé, il est impératif que le moyen de circulation associé soit également coupé pour éviter une surpression dans le circuit désactivé, qui pourrait endommager considérablement le système. Pour ce faire on propose d'utiliser un circuit d'alimentation électrique unique permettant d'alimenter le moyen de circulation 220 du dispositif de chauffage 200 ou celui 320 du dispositif de refroidissement 300, en fonction du mode de fonctionnement, chauffage ou climatisation, utilisé.
A cette fin, on prévoit dans le dispositif de couplage 400 un interrupteur électrique 430 à trois positions ON-OFF-ON. Cet interrupteur permet, dans la première position ON, de couper l'alimentation électrique du moyen de circulation 320 du dispositif de refroidissement 300. Dans la deuxième position ON, il permet de couper l'alimentation électrique du moyen de circulation 220 du dispositif de chauffage 200. Dans la troisième et dernière position, la position OFF, le circuit d'alimentation 500 est coupé, de sorte que ni le moyen de circulation 320 du dispositif de refroidissement 300 ni le moyen de circulation 220 du dispositif de chauffage 200 n'est alimenté électriquement. L'utilisation d'un tel interrupteur 430 permet donc d'éviter un fonctionnement simultané des moyens de circulation (220 ;320) des dispositifs de chauffage 200 et de refroidissement 300. Une solution alternative consiste à utiliser un commutateur électrique 440 couplé à l'une des deux vannes trois voies et agencé dans le circuit électrique d'alimentation 500 de manière à couper l'alimentation électrique du moyen de circulation 220 du dispositif de chauffage 200 lorsque la vanne à laquelle il est associé est positionnée pour établir le passage du liquide caloporteur entre le dispositif de refroidissement 300 et le réseau fluidique 100, et à couper l'alimentation électrique du moyen de circulation 320 du dispositif de refroidissement 300 lorsque la vanne est positionnée pour établir un passage du liquide caloporteur entre le dispositif de chauffage 200 et le réseau fluidique 100.
Pour avoir une sécurité encore meilleure, il est possible d'utiliser un commutateur électrique (440 ;450) sur chacune des vannes trois voies (410 ;420) du dispositif de couplage 400 de sorte que l'un ou l'autre des moyens de circulation ne sera alimenté que si les deux vannes trois voies (410 ;420) sont dans la bonne position. En effet, si la première vanne 410 est en position climatisation alors le commutateur associé 440 empêchera l'alimentation du moyen de circulation 220 du dispositif de chauffage 200, et si la deuxième vanne 420 est en position chauffage alors le commutateur associé 450 empêchera l'alimentation du moyen de circulation 320 du dispositif de refroidissement 300, de sorte qu'aucun moyen de circulation ne fonctionnera. Comme mentionné, ces commutateurs électriques fonctionnent selon la position de la vanne à laquelle ils sont associés. Ces commutateurs peuvent être actionnés aussi bien par des actionneurs électriques que par des actionneurs mécaniques. On pourra par exemple utiliser des contacteurs mécaniques (445 ;455) agencés par rapport aux vannes associés (410 ;420) de sorte que la position de la vanne pousse l'actionneur d'une manière ou d'une autre, pour couper l'alimentation du moyen de circulation du dispositif de refroidissement ou du dispositif de chauffage. On pourra par exemple disposer les contacteurs mécaniques (445 ;455) des commutateurs (440 ;450) de sorte que les contacteurs (445 ;455) soient contraints en position climatisation pour couper l'alimentation du moyen de circulation du dispositif de chauffage, et que l'absence de contrainte en position chauffage coupe l'alimentation du moyen de circulation du dispositif de refroidissement. Cela permet de réduire l'usure des contacteurs mécaniques (445 ;455) puisque le système de régulation est généralement moins utilisé en position climatisation qu'en position chauffage. Selon un autre mode de réalisation encore plus sécurisant, le dispositif de couplage comprend à la fois un interrupteur électrique trois positions 430, et deux commutateurs électriques (440 ;450), chaque commutateur étant placé sur une vanne distincte. Ainsi, si l'un de ces trois dispositifs électriques de sécurité (430 ;440 ;450) n'est pas dans la bonne position alors tout le système de régulation thermique est neutralisé, à savoir à la fois le moyen de circulation 220 du dispositif de chauffage 200 et celui 320 du dispositif de refroidissement 300.
Les figures 7 et 8 représentent les connexions électriques selon ce dernier mode de réalisation très sécurisant, c'est à dire comportant trois dispositifs électriques de sécurité (430 ;440 ;450). Dans cet exemple, l'interrupteur trois positions 430 a une entrée 431 et deux sorties (432a ;432b). Le premier commutateur 440 couplé à la première vanne 410 a trois bornes (441 ;442 ;443), le premier commutateur 440 permettant une connexion entre la borne 441 et la borne 443 dans une première position, et une connexion entre la borne 442 et la borne 443 dans une deuxième position. Le deuxième commutateur 450 couplé à la deuxième vanne 420 a trois bornes (451 ;452 ;453), le deuxième commutateur 450 permettant une connexion entre la borne 451 et la borne 453 dans une première position, et une connexion entre la borne 452 et la borne 453 dans une deuxième position. L'entrée 431 de l'interrupteur trois positions 430 est connectée à la sortie d'alimentation électrique existante du dispositif de chauffage 200. La première sortie 432a de l'interrupteur trois positions 430 est connectée à la borne 452 du deuxième commutateur 450, et la deuxième sortie 432b est connectée à la borne 441 du premier commutateur 440. Les bornes 443 et 453 des premiers et deuxièmes commutateurs sont connectées entre elles. La borne 442 du premier commutateur 440 est reliée à l'entrée électrique 221 du moyen de circulation 220 du dispositif de chauffage 200. La sortie électrique 222 du moyen de circulation 220 du dispositif de chauffage 200 est quant à elle connectée à l'entrée de l'alimentation électrique. De manière analogue, la borne 451 du deuxième commutateur 450 est reliée à l'entrée électrique 321 du moyen de circulation 320 du dispositif de refroidissement 300. La sortie électrique 322 du moyen de circulation 320 du dispositif de chauffage 300 est quant à elle connectée à l'entrée de l'alimentation électrique, via le thermostat 330 par exemple. Comme on l'a déjà indiqué les dispositifs chauffage (200) et de refroidissement (300) peuvent comporter des thermostats d'ambiance (230 ;330). Le thermostat d'ambiance 230 pour le dispositif de chauffage pourra par exemple être connecté entre la borne 442 du premier commutateur 440 et l'entrée 221 du moyen de circulation 220 du dispositif de chauffage 200. Le thermostat d'ambiance 330 pour le dispositif de refroidissement pourra quant à lui être connecté entre la sortie 322 du moyen de circulation 320 du dispositif de chauffage 300 et l'entrée de l'alimentation électrique. En outre, des éléments fusibles 510 peuvent être agencés dans le circuit d'alimentation électriques pour couper l'alimentation électrique du moyen de circulation 320 du dispositif de refroidissement 300 et/ou du moyen de circulation 220 du dispositif de chauffage 200 en fonction de l'intensité du courant électrique les traversant. Le circuit d'alimentation électrique étant maintenant détaillé, étudions la circulation du courant en mode chauffage, en référence à la figure 7. En mode chauffage, l'interrupteur 430 est dans la première position ON pour permettre le passage du courant entre son entrée 431 et sa sortie 432a. Les première et deuxième vannes (410 ;420) sont en position chauffage, de sorte que les premier et deuxième commutateurs (440 ;450) établissent une connexion électrique entre les bornes 442 et 443 et entre les bornes 452 et 453 respectivement. De cette manière, le moyen de circulation 220 est alimenté électriquement de sorte que le dispositif de chauffage 200 fonctionne. Cela permet également d'alimenter le thermostat 230. Par ailleurs, le moyen de circulation 330 n'est pas alimenté de sorte que le dispositif de refroidissement 300 ne fonctionne pas, évitant ainsi tout problème. La figure 8 représente la circulation du courant en mode climatisation. Dans ce mode, l'interrupteur 430 est dans la deuxième position ON pour permettre le passage du courant entre son entrée 431 et sa sortie 432b. Les première et deuxième vannes (410 ;420) sont en position climatisation, de sorte que les premier et deuxième commutateurs (440 ;450) établissent une connexion électrique entre les bornes 441 et 443 et entre les bornes 451 et 453 respectivement. De cette manière, le moyen de circulation 320 est alimenté électriquement de sorte que le dispositif de refroidissement 300 fonctionne. Cela permet également d'alimenter le thermostat 330. Par ailleurs, le moyen de circulation 220 n'est pas alimenté de sorte que le dispositif de chauffage 200 ne fonctionne pas, évitant ainsi tout problème.
En référence de nouveau à la figure 4 présentant le système de régulation thermique avec le dispositif de couplage 400 décrit ci-dessus, ajoutons que ce dispositif de couplage 400 peut également comprendre une pluralité d'indicateurs 460, permettant par exemple d'indiquer quel est le mode de fonctionnement (chauffage ou climatisation) dans lequel le système de régulation thermique est positionné, ou encore pour indiquer la pression et/ou la température du liquide caloporteur dans le système.
En outre, on peut prévoir un moyen de remplissage 470 dans le dispositif de couplage permettant de faire une remise à niveau du circuit fluidique, notamment s'il manque du liquide caloporteur.
Il peut enfin être prévu un dispositif de vidange permettant de réaliser de manière simple et rapide une vidange complète du liquide caloporteur du réseau fluidique 100, notamment quand ce dernier comprend des boues, pour le remplacer par un liquide propre.
A cette fin, comme illustré à la figure 11, on prévoit dans le dispositif de couplage une vanne d'entrée 710 et une vanne de sortie 720 couplées respectivement à la première vanne trois voies 410 et à la deuxième vanne trois voies 420. Plus précisément, ces vannes d'entrée 710 et de sortie 720 sont des vannes deux voies. La vanne d'entrée 710 comprend une entrée libre 711 destinée à être couplée à une arrivée d'eau quelconque. Elle comprend également une sortie 712 qui est couplée à un conduit 730 en forme de T, interposé entre la sortie 412 de la première vanne trois voies 410 et l'entrée 101 du réseau fluidique. On prévoit en outre dans ce conduit 730 un clapet anti-retour 731 disposé de manière à empêcher le fluide circulant dans le conduit 730 en forme de T d'atteindre la première vanne trois voies 410. Il est en outre prévu un moyen de purge 713 au niveau de l'entrée 711 de la vanne d'entrée 710. La vanne de sortie 720 comprend quant à elle une sortie libre 722 permettant l'évacuation du liquide caloporteur à remplacer. Elle comprend également une entrée 721 qui est couplée à un conduit 740 en forme de T, interposé entre la sortie 102 du réseau fluidique et l'entrée 421 de la deuxième vanne trois voies 420. Pour remplacer le liquide caloporteur en circulation dans le système de régulation thermique, il suffit de brancher une arrivée d'eau à l'entrée 711 de la vanne d'entrée 710, ainsi qu'un tuyau d'écoulement à la sortie 722 de la vanne de sortie 720. Il convient ensuite d'ouvrir les vannes d'entrée 710 et de sortie 720, puis d'ouvrir le robinet d'arrivée d'eau pour mettre la pression dans le circuit fluidique et laisser la vidange s'effectuer. Il est à noter que le clapet anti-retour 731 permet au liquide caloporteur propre de repousser convenablement le liquide caloporteur à remplacer en direction de la sortie 722 de la vanne de sortie 720. Une fois la vidange effectuée, il faut fermer la vanne de sortie 720, attendre que la pression atteigne la pression requise dans le circuit fluidique, par exemple 1,5 bar, puis fermer la vanne 117.
Il est à noter que les vannes d'entrée 710 et de sortie 720 peuvent être montées de manière amovibles aux conduits (730 ;740) en forme de T respectifs. Ceci permet de réduire l'encombrement du dispositif de couplage. Ce dispositif de vidange permet d'effectuer l'entretien global du système de régulation thermique de façon simple et centralisée, avec un gain de temps 35 important.
Comme il a déjà été mentionné plus haut, le système de régulation thermique présenté sera encore plus efficace si les échangeurs thermiques sont ventilés, c'est à dire s'ils intègrent un dispositif de ventilation pour augmenter la diffusion thermique dans l'air ambiant.
Pour ce faire, il est proposé d'intégrer dans le circuit fluidique interne de chaque échangeur thermique 110 au moins un dispositif de ventilation 600 tel qu'illustré à la figure 9. Ce dispositif de ventilation 600 comprend une turbine 601 montée en rotation dans un boitier 602. Cette turbine 601 est solidaire d'un arbre de rotation 603 sur lequel un moyen de ventilation 604 est fixé. Le boitier est doté d'une entrée 605 et d'une sortie 606 fluidiques pour le liquide caloporteur. En effet, le boitier est destiné à être interposé dans le circuit fluidique interne de l'échangeur thermique, en utilisant le cas échéant des moyens de raccordement adaptés (607 ;608).
Le boitier 602 sera de préférence cylindrique, avec un axe de révolution coaxial avec l'arbre de rotation 603 de la turbine 601, la turbine 601 ayant un diamètre extérieur sensiblement égal au diamètre intérieur du boitier 602 cylindrique. La turbine 601 est placée dans le boitier 602 lequel est refermé par un couvercle 609 de sorte que la turbine puisse être librement entrainée en rotation autour de l'arbre 603. Un moyen de ventilation 604, consistant en une pluralité de pales de ventilation par exemple, est ensuite fixé à l'arbre de rotation 603, de sorte qu'une rotation de la turbine 601 entraîne le moyen de ventilation 604 en rotation, cette rotation permettant d'accélérer la diffusion thermique dans l'air ambiant.
La turbine 601 est formée et agencée pour que la circulation du fluide caloporteur puisse la mettre en rotation à partir d'une certaine pression seuil de fonctionnement. Elle comprend une pluralité d'aubes dimensionnées pour être actionnées par circulation du liquide caloporteur dans le boitier 602. On peut en outre prévoir à l'entrée 605 du boitier 602 un moyen 610 d'augmentation de la pression d'entrée du liquide caloporteur sur la turbine 601, par rapport à la pression du liquide caloporteur dans le reste du réseau fluidique 100. Cela permet en effet de plus solliciter la turbine 601 qui entre en rotation avec une vitesse beaucoup plus élevée que si la pression était constante (de l'ordre de 2500 tours/minute au lieu de 500 tours/minute). On peut par exemple utiliser un bec 610 d'étranglement comme illustré à la figure 10, qui permet de réduire la section d'entrée du boitier 602 et donc d'augmenter la pression d'arrivée du liquide caloporteur sur la turbine 601.
Ce bec 610 d'étranglement est en outre formé pour que le liquide caloporteur soit dirigé sur les aubes de la turbine 601 au-delà de la pression seuil de fonctionnement. Notons que dans un mode de réalisation préféré, le dispositif de ventilation 600 a un fonctionnement symétrique, c'est à dire que la sortie 606 peut servir d'entrée, et l'entrée 605 de sortie. Pour ce faire, l'entrée 605 et la sortie 606 fluidiques sont similaires, de manière notamment à pouvoir recevoir chacune le bec 610 d'étranglement en fonction du sens de circulation du liquide caloporteur dans l'échangeur thermique, étant entendu que le bec 610 d'étranglement doit être disposé en amont de la turbine 601 par rapport au sens de circulation du liquide caloporteur.
Comme on l'a indiqué plus haut, si la pression du liquide caloporteur circulant dans le boitier n'est pas supérieure à la pression seuil de fonctionnement alors le dispositif de ventilation 600 ne fonctionne pas. Cela est particulièrement intéressant en mode chauffage, lorsque le liquide caloporteur circulant dans le réseau fluidique 100 n'a pas encore atteint une température élevée, de l'ordre de 40 C. En effet, si le dispositif de ventilation fonctionnait dès le démarrage du dispositif de chauffage, alors il brasserait de l'air froid ayant donc tendance à refroidir l'air ambiant plutôt qu'à le réchauffer. Il est donc intéressant de pouvoir piloter la pression du liquide caloporteur à l'intérieur du réseau fluidique 100 en fonction de sa température, de manière à piloter en conséquence le dispositif de ventilation. A cette fin, on peut donc prévoir un actionneur placé dans le système de régulation thermique pour actionner le moyen de circulation du liquide caloporteur utilisé en fonction de la température de ce liquide caloporteur dans le réseau fluidique 100. Cet actionneur peut être un contacteur de température, placé sur un conduit du réseau fluidique 100. En mode chauffage, on pourra par exemple régler l'actionneur pour que, dès que le liquide caloporteur a atteint une température de 40 C, il pilote le moyen de circulation 220 du dispositif de chauffage 200 de manière à augmenter la pression du liquide caloporteur au dessus de la pression seuil de fonctionnement des dispositif de ventilation 600 placés dans les échangeurs thermiques 110.
Pour un échange thermique encore plus efficace, il convient d'utiliser des échangeurs thermiques ayant une grande surface d'échange, comme des radiateurs à ailettes tels que décrits plus haut.
Comme on l'a déjà dit, le système de régulation thermique proposé a le grand avantage de permettre à la fois un mode chauffage et un mode climatisation de manière extrêmement simple et peu coûteuse.
Un tel système de régulation thermique est en outre très efficace. L'échange thermique avec l'air ambiant se faisant beaucoup plus rapidement qu'un système classique, il permet une économie d'énergie très importante, notamment en mode chauffage, puisque la montée en température de l'habitation se fera beaucoup plus rapidement.
Le lecteur aura compris que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans sortir matériellement des nouveaux enseignements et des avantages décrits ici. Par conséquent, toutes les modifications de ce type sont destinées à être incorporées à l'intérieur de la portée du système de régulation thermique décrit et du dispositif de couplage associé.
Claims (21)
1. Dispositif de couplage ^ d'un système de chauffage à liquide caloporteur comprenant o un dispositif de chauffage (200) ayant : un moyen de chauffage (210) du liquide caloporteur, et un moyen de circulation (220) du liquide caloporteur, o et un réseau fluidique (100) de circulation du liquide caloporteur comprenant au moins un échangeur thermique (110), ^ avec un dispositif de refroidissement (300) ayant : o un moyen de refroidissement (310) du liquide caloporteur, et o un moyen de circulation (320) du liquide caloporteur, caractérisé en ce que le dispositif de couplage (400) comprend : ^ une première vanne (410) trois voies comprenant deux entrées (411a ;411b) et une sortie (412), les deux entrées (411a ;411b) étant destinées à être connectées à une sortie (202) du dispositif de chauffage (200) et à une sortie (302) du dispositif de refroidissement (300) respectivement, et la sortie (412) étant destinée à être connectée à une entrée (101) du réseau fluidique, et ^ une deuxième vanne (420) trois voies comprenant deux sorties (422a ;422b) et une entrée (421), les deux sorties (422a ;422b) étant destinées à être connectées à une entrée (201) du dispositif de chauffage (200) et à une entrée (301) du dispositif de refroidissement (300) respectivement, et l'entrée (421) étant destinée à être connectée à une sortie (102) du réseau fluidique (100).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour former un circuit commun d'alimentation électrique (500) du moyen de circulation (220) du dispositif de chauffage (200) et du moyen de circulation (320) du dispositif de refroidissement (300).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un interrupteur (430) électrique à trois positions agencé de manière à : ^ dans une première position, couper l'alimentation électrique du moyen de circulation (320) du dispositif de refroidissement (300), ^ dans une deuxième position, couper l'alimentation électrique du moyen de circulation (220) du dispositif de chauffage (200), et^ dans une troisième position, couper l'alimentation électrique à la fois du moyen de circulation (320) du dispositif de refroidissement (300) et du moyen de circulation (220) du dispositif de chauffage (200).
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend un premier commutateur (440) électrique couplé à la première vanne (410) trois voies et agencé de manière à : ^ couper l'alimentation électrique du moyen de circulation (220) du dispositif de chauffage (200) lorsque la première vanne (410) trois voies est positionnée pour établir un passage du liquide caloporteur entre la sortie (302) du dispositif de refroidissement (300) et l'entrée (101) du réseau fluidique (100), et ^ couper l'alimentation électrique du moyen de circulation (320) du dispositif de refroidissement (300) lorsque la première vanne (410) trois voies est positionnée pour établir un passage du liquide caloporteur entre la sortie (202) du dispositif de chauffage (200) et l'entrée (101) du réseau fluidique (100).
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième commutateur (450) électrique couplé à la deuxième vanne (420) trois voies et agencé de manière à : ^ couper l'alimentation électrique du moyen de circulation (220) du dispositif de chauffage (200) lorsque la deuxième vanne (420) trois voies est positionnée pour établir un passage du liquide caloporteur entre la sortie (102) du réseau fluidique (100) et l'entrée (301) du dispositif de refroidissement (300), et ^ couper l'alimentation électrique du moyen de circulation (320) du dispositif de refroidissement (300) lorsque la deuxième vanne (420) trois voies est positionnée pour établir un passage du liquide caloporteur entre la sortie (102) du réseau fluidique (100) et l'entrée (201) du dispositif de chauffage (200).
6. Dispositif selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les premier (440) et deuxième (450) commutateurs électriques sont couplés aux première (410) et deuxième (420) vannes trois voies par l'intermédiaire d'un premier (445) et d'un deuxième (455) contacteur mécanique respectivement, les premier (445) et deuxième (455) contacteurs mécaniques étant agencés pour activer les premier (440) et deuxième (450) commutateurs électriques en fonction de la position des première (410) et deuxième (420) vannes trois voies respectivement.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un thermostat (330) agencé pour piloter le moyen de circulation (320) du dispositif de refroidissement (300) en fonction de la température ambiante.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des éléments fusibles (510) agencés pour couper l'alimentation électrique du moyen de circulation (330) du dispositif de refroidissement (300) et/ou du moyen de circulation (230) du dispositif de chauffage (200) en fonction de l'intensité du courant électrique les traversant.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de vidange du liquide caloporteur, les moyens de vidange comprenant une vanne d'entrée (710) ayant une entrée libre (711) et une sortie (712) connectée à un conduit (730) en forme de T interposé entre la sortie (411) de la première vanne (410) trois voies et l'entrée (101) du réseau fluidique (100), et une vanne de sortie (720) ayant une sortie libre (722) et une entrée (721) connectée à un autre conduit (740) en forme de T interposé entre la sortie (102) du réseau fluidique (100) et l'entrée (421) de la deuxième vanne (420) trois voies.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est contenu dans un boîtier intégrant le moyen de circulation (320) du dispositif de refroidissement (300).
11. Système de régulation thermique à liquide caloporteur comprenant : ^ un dispositif de chauffage (200) ayant : o un moyen de chauffage (210) du liquide caloporteur, et o un moyen de circulation (220) du liquide caloporteur alimenté par un circuit d'alimentation électrique (500), ^ et un réseau fluidique (100) de circulation du liquide caloporteur comprenant au moins un échangeur thermique (110), caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de refroidissement (300) ayant un moyen de refroidissement (310) du liquide caloporteur, et un moyen de circulation (320) du liquide caloporteur alimenté par le circuit d'alimentation électrique, ^ le dispositif de refroidissement (300) étant couplé au dispositif de chauffage (200) et au réseau fluidique (100) par l'intermédiaire d'un dispositif de couplage (400) selon l'une quelconque des revendications précédentes, ^ les deux entrées (411a ;411b) de la première vanne (410) trois voies étant connectées à une sortie (202) du dispositif de chauffage (200) et à unesortie (302) du dispositif de refroidissement (300) respectivement, et la sortie (412) de la première vanne (410) trois voies étant connectée à une entrée (101) du réseau fluidique (100), et ^ les deux sorties (422a ;422b) de la deuxième vanne (420) trois voies étant connectées à une entrée (201) du dispositif de chauffage (200) et à une entrée (301) du dispositif de refroidissement (300) respectivement, et l'entrée (421) de la deuxième vanne (420) trois voies étant connectée à une sortie (102) du réseau fluidique (100).
12. Système de régulation thermique selon la revendication 11, caractérisé en ce que : ^ le dispositif de chauffage (200) est une chaudière, le moyen de chauffage (210) étant une chambre de combustion et le moyen de circulation (220) du liquide caloporteur étant une pompe électrique, et ^ le dispositif de refroidissement (300) est un climatiseur, le moyen de refroidissement (310) étant une pompe à chaleur et le moyen de circulation (320) du liquide caloporteur étant une pompe électrique.
13. Système de régulation thermique selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que l'échangeur thermique (110) comprend un circuit fluidique dans lequel le liquide caloporteur est apte à circuler, et au moins un dispositif de ventilation (600) comprenant une turbine (601) montée en rotation dans un boitier (602) et ayant un arbre de rotation (603) solidaire d'un moyen de ventilation (604), le dispositif de ventilation (600) étant interposé dans le circuit fluidique par couplage via une entrée (605) et une sortie (606) fluidiques ménagées dans le boitier, la turbine (601) étant agencée de manière à être mise en rotation par circulation du liquide caloporteur dans le boitier (602).
14. Système de régulation thermique selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'échangeur thermique (110) comprend des moyens pour augmenter la surface d'échange thermique entre le circuit fluidique et l'air ambiant.
15. Procédé d'adaptation d'un système de chauffage à liquide caloporteur comprenant : ^ un dispositif de chauffage (200) ayant : o un moyen de chauffage (210) du liquide caloporteur, et o un moyen de circulation (220) du liquide caloporteur alimenté par un circuit électrique d'alimentation (500), ^ et un réseau fluidique (100) de circulation du liquide caloporteur comprenant au moins un échangeur thermique (110),caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : ^ interposer une première vanne (410) trois voies entre le dispositif de chauffage (200) et le réseau fluidique (100), la première vanne (410) trois voies comprenant deux entrées (411a ;411b) et une sortie (412), une première (411a) des deux entrées étant connectée à une sortie (202) du dispositif de chauffage (200), et la sortie (412) étant connectée à une entrée (101) du réseau fluidique (100), ^ interposer une deuxième vanne (420) trois voies entre le dispositif de chauffage (200) et le réseau fluidique (100), la deuxième vanne (420) trois voies comprenant deux sorties (422a ;422b) et une entrée (421), une première (422a) des deux sorties étant connectée à une entrée (201) du dispositif de chauffage (200), et l'entrée (421) étant connectée à une sortie (102) du réseau fluidique (100), ^ connecter une sortie (302) et une entrée (301) d'un dispositif de refroidissement (300) de liquide caloporteur respectivement à la deuxième (411b) des deux entrées de la première vanne (410), et à la deuxième (422b) des deux sorties de la deuxième vanne (420).
16. Procédé d'adaptation selon la revendication 15, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement (300) comprend un moyen de refroidissement (310) du liquide caloporteur et un moyen de circulation (320) du liquide caloporteur, le procédé comprenant en outre une étape consistant à connecter le moyen de circulation (320) au circuit d'alimentation électrique (500).
17. Procédé d'adaptation selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à connecter un interrupteur (430) trois positions dans le circuit électrique d'alimentation (500), de sorte que : ^ dans une première position, l'alimentation électrique du moyen de circulation (320) du dispositif de refroidissement (300) soit coupée, ^ dans une deuxième position, l'alimentation électrique du moyen de circulation (220) du dispositif de chauffage (200) soit coupée, et ^ dans une troisième position, l'alimentation électrique du moyen de circulation (320) du dispositif de refroidissement (300) et l'alimentation électrique du moyen de circulation (220) du dispositif de chauffage (200) soient toutes deux coupées.
18. Procédé d'adaptation selon l'une quelconque des revendications 16 ou 17, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes consistant à : ^ coupler un premier commutateur (440) électrique à la première vanne (410) trois voies, et^ connecter le premier commutateur (440) électrique au circuit d'alimentation électrique (500) de sorte que : o lorsque la première vanne (410) trois voies est positionnée pour établir un passage du liquide caloporteur entre la sortie du dispositif de refroidissement (300) et l'entrée du réseau fluidique (100), l'alimentation électrique du moyen de circulation (220) du dispositif de chauffage (200) est coupée, et o lorsque la première vanne (410) trois voies est positionnée pour établir un passage du liquide caloporteur entre la sortie du dispositif de chauffage (200) et l'entrée du réseau fluidique (100), l'alimentation électrique du moyen de circulation (320) du dispositif de refroidissement (300) est coupée.
19. Procédé d'adaptation selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes consistant à : 15 ^ coupler un deuxième commutateur (450) électrique à la deuxième vanne (420) trois voies, et ^ connecter le deuxième commutateur (450) électrique au circuit d'alimentation électrique de sorte que : o lorsque la deuxième vanne (420) trois voies est positionnée pour établir un passage du liquide caloporteur entre la sortie du réseau fluidique (100) et l'entrée du dispositif de refroidissement (300), l'alimentation électrique du moyen de circulation (220) du dispositif de chauffage (200) est coupée, et o lorsque la deuxième vanne (420) trois voies est positionnée pour établir un passage du liquide caloporteur entre la sortie du réseau fluidique (100) et l'entrée du dispositif de chauffage (200), l'alimentation électrique du moyen de circulation (320) du dispositif de refroidissement (300) est coupée.
20. Procédé d'adaptation selon l'une quelconque des revendications 16 à 19, 30 caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape consistant à connecter un thermostat (330) au circuit électrique d'alimentation (500) pour piloter le moyen de circulation (320) du dispositif de refroidissement (300) en fonction de la température ambiante.
21. Procédé d'adaptation selon l'une quelconque des revendications 16 à 20, 35 caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape consistant à interposer dans le circuit fluidique de l'échangeur thermique (110) un dispositif de ventilation (600), le dispositif de ventilation (600) comprenant une turbine (601) montée en rotation 10 20 25dans un boitier (602) et ayant un arbre de rotation (603) solidaire d'un moyen de ventilation (604), le dispositif de ventilation (600) étant interposé dans le circuit fluidique par couplage via une entrée (605) et une sortie (606) fluidiques ménagées dans le boitier, la turbine (601) étant agencée de manière à être mise en rotation par circulation du liquide caloporteur dans le boitier (602).
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