FR3019631A1 - METHOD AND UNIT FOR REGULATING A HOT WATER PRODUCTION PLANT - Google Patents
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Abstract
Une installation de production d'eau chaude sanitaire comporte un réservoir (1) pour stocker de l'eau chaude sanitaire, une boucle de distribution (2) et un échangeur (3) pour chauffer l'eau sanitaire, et une première pompe de circulation (21) pour maintenir une circulation dans la boucle (2). L'échangeur (3) est alimenté par un circuit primaire (8) pour fournir de la chaleur à un circuit secondaire (9). Une deuxième pompe de circulation (95) fait circuler l'eau sanitaire dans le circuit secondaire (9) à travers un débitmètre (93) fournissant une mesure de débit secondaire (D1). On commande la deuxième pompe de circulation (95) pour que le débit secondaire (D1) corresponde à une consigne de débit, et on applique à la consigne de débit un débit nominal pendant une phase de stockage et un débit réduit inférieur ou égal au débit nominal pendant une phase d'attente, en fonction de la température mesurée dans le réservoir (1).A domestic hot water production installation comprises a tank (1) for storing domestic hot water, a distribution loop (2) and an exchanger (3) for heating the sanitary water, and a first circulation pump (21) to maintain circulation in the loop (2). The exchanger (3) is fed by a primary circuit (8) for supplying heat to a secondary circuit (9). A second circulation pump (95) circulates the sanitary water in the secondary circuit (9) through a flowmeter (93) providing a secondary flow measurement (D1). The second circulation pump (95) is controlled so that the secondary flow rate (D1) corresponds to a flow setpoint, and a nominal flow rate is applied to the flow rate setpoint during a storage phase and a reduced flow rate less than or equal to the flow rate. nominal during a standby phase, as a function of the temperature measured in the tank (1).
Description
BNT218138FR00 1 Procédé et unité de régulation d'une installation de production d'eau chaude sanitaire Domaine technique La présente invention concerne un procédé de régulation d'une installation de production d'eau chaude sanitaire, notamment du type comportant un réservoir, un échangeur pour fournir la chaleur et une boucle de distribution. Elle concerne également une unité de régulation mettant en oeuvre ledit procédé. Etat de la technique Dans les installations de production d'eau chaude sanitaire, on utilise fréquemment un réservoir dans lequel l'eau chaude est stockée à la température d'utilisation. Ainsi, un grand débit d'eau chaude peut être fourni à bonne température, sans pour autant que la puissance de chauffe soit calibrée pour un tel débit. Le niveau de température de l'eau du réservoir est atteint lors d'une phase de stockage préalable à l'utilisation de l'eau chaude. Un autre avantage du réservoir est de fournir l'eau à un niveau de température régulier et juste nécessaire aux besoins, sans variation importante de ce niveau. Par ailleurs, lorsque les points de puisage sont éloignés du réservoir, on réalise une boucle de distribution entre une connexion haute du réservoir en partie supérieure, passant par les différents points de puisage et revenant à une connexion basse du réservoir, en partie inférieure du réservoir. Une pompe de circulation maintient en permanence un débit d'eau chaude dans la boucle de distribution, de telle sorte que l'eau chaude est immédiatement disponible aux différents points de puisage. De plus, le maintien d'un niveau de température prédéterminé, par exemple de l'ordre de 55°C, dans l'ensemble des canalisations permet de garantir BNT218138FR00 2 l'absence de développement de bactéries pathogènes, telles que les légionnelles. Dans le cas d'une source de chaleur externe au réservoir, on chauffe l'eau dans un échangeur comportant un circuit primaire alimenté par un fluide caloporteur, et un circuit secondaire alimenté par l'eau sanitaire à chauffer. La chaleur du circuit primaire peut être fournie par exemple par un réseau de vapeur urbain ou une chaudière à combustible. Le circuit secondaire comporte par exemple une première branche connectée à la connexion basse du réservoir, une deuxième branche connectée à la connexion haute du réservoir et une deuxième pompe de circulation pour faire circuler l'eau depuis la connexion basse vers la connexion haute après son passage dans l'échangeur. Ainsi, pendant les phases de stockage, l'eau la plus froide du réservoir est prélevée, réchauffée dans l'échangeur et réinjectée à bonne température dans le réservoir en partie supérieure au niveau le plus chaud. Le débit dans le circuit secondaire est réglé de préférence à un débit nominal pour garantir le bon fonctionnement de l'échangeur. Un débit trop faible ne permettrait pas d'obtenir la puissance souhaitée, et un débit trop fort ne permettrait pas d'atteindre le bon niveau de température. La gamme de pompe de circulation disponible ne permet pas toujours d'obtenir directement le débit au niveau nominal dans le circuit secondaire. Aussi, la pompe de circulation est souvent d'un calibre supérieur à ce qui est nécessaire, et le débit est réduit par un étranglement dans le circuit secondaire. Il s'ensuit une consommation électrique supérieure à celle réellement nécessaire. L'invention vise à fournir un procédé de régulation d'une installation de production d'eau chaude permettant d'optimiser la consommation électrique des pompes de circulation.BNT218138EN00 1 Method and control unit of a domestic hot water production plant Technical field The present invention relates to a method for regulating a domestic hot water production installation, in particular of the type comprising a tank, a heat exchanger for provide heat and a distribution loop. It also relates to a control unit implementing said method. State of the art In hot water production plants, a tank is frequently used in which hot water is stored at the temperature of use. Thus, a large flow of hot water can be provided at a good temperature, without the heating power being calibrated for such a flow. The temperature level of the tank water is reached during a storage phase prior to the use of hot water. Another advantage of the tank is to provide the water at a regular temperature level and just necessary to the needs, without significant variation of this level. Moreover, when the points of drawing are distant from the tank, a distribution loop is made between a top connection of the tank in the upper part, passing through the various points of drawing and returning to a low connection of the tank, in the lower part of the tank. . A circulation pump continuously maintains a flow of hot water in the distribution loop, so that hot water is immediately available at the different points of draw. In addition, the maintenance of a predetermined temperature level, for example of the order of 55 ° C, in all the pipes ensures that there is no development of pathogenic bacteria, such as legionellae. In the case of a heat source external to the tank, the water is heated in an exchanger comprising a primary circuit supplied with a coolant, and a secondary circuit fed by the sanitary water to be heated. The heat of the primary circuit can be provided for example by a steam network or a fuel boiler. The secondary circuit comprises for example a first branch connected to the low connection of the tank, a second branch connected to the high connection of the tank and a second circulation pump for circulating the water from the low connection to the high connection after its passage. in the exchanger. Thus, during the storage phases, the coldest water of the tank is removed, reheated in the exchanger and reinjected at a good temperature in the tank at the upper part at the hottest level. The flow rate in the secondary circuit is preferably set at a nominal flow rate to ensure that the exchanger operates properly. Too low a flow would not achieve the desired power, and a too high flow rate would not achieve the right temperature level. The range of available circulating pump does not always make it possible to directly obtain the flow at the nominal level in the secondary circuit. Also, the circulation pump is often of a larger size than is necessary, and the flow is reduced by a restriction in the secondary circuit. This results in a higher power consumption than is really necessary. The aim of the invention is to provide a method of regulating a hot water production installation making it possible to optimize the electrical consumption of the circulation pumps.
BNT218138FR00 3 Description de l'invention Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un procédé de régulation d'une installation de production d'eau chaude sanitaire, l'installation comportant un réservoir pour stocker de l'eau chaude sanitaire, une boucle de distribution et un échangeur pour chauffer l'eau sanitaire, le réservoir comportant une connexion basse en partie inférieure et une connexion haute en partie supérieure, la boucle de distribution étant connectée entre la connexion haute et la connexion basse et comportant au moins un point de puisage et une première pompe de circulation pour maintenir une circulation entre la connexion haute et la connexion basse, l'échangeur étant alimenté par un circuit primaire pour fournir de la chaleur à un circuit secondaire, le circuit secondaire comportant une première branche connectée à la connexion basse du réservoir, une deuxième branche connectée à la connexion haute du réservoir et une deuxième pompe de circulation pour faire circuler l'eau depuis la connexion basse vers la connexion haute après son passage dans l'échangeur, le procédé étant caractérisé en ce qu'on mesure au moins une première température dans le réservoir et un débit secondaire par un premier débitmètre placé sur le circuit secondaire, on commande la deuxième pompe de circulation pour que le débit secondaire corresponde à une consigne de débit, on détermine une phase de stockage ou une phase d'attente en fonction de la température mesurée dans le réservoir, et on applique à la consigne de débit un débit nominal pendant la phase de stockage et un débit réduit inférieur ou égal au débit nominal pendant la phase d'attente.BNT218138EN00 3 Description of the invention With these objectives in mind, the subject of the invention is a method of regulating a plant for the production of domestic hot water, the installation comprising a tank for storing domestic hot water, a distribution loop and an exchanger for heating the domestic water, the tank having a low connection at the bottom and a high connection at the top, the distribution loop being connected between the high connection and the low connection and comprising at least one point and a first circulation pump for maintaining a circulation between the high connection and the low connection, the exchanger being supplied by a primary circuit for supplying heat to a secondary circuit, the secondary circuit having a first branch connected to the low connection of the tank, a second branch connected to the high connection of the tank and a second pump circulation device for circulating the water from the low connection to the high connection after it has passed through the exchanger, the method being characterized in that at least a first temperature in the reservoir and a secondary flow rate are measured by a first flowmeter placed on the secondary circuit, the second circulation pump is controlled so that the secondary flow rate corresponds to a flow setpoint, a storage phase or a standby phase is determined as a function of the temperature measured in the reservoir, and applied at the flow rate setpoint a nominal flow rate during the storage phase and a reduced flow rate less than or equal to the nominal flow rate during the standby phase.
En appliquant une consigne de débit modulée en fonction de différentes phases de fonctionnement, on permet à la deuxième pompe de circulation de fonctionner à une vitesse adaptée au besoin, et donc de fonctionner dans certaines phases à une vitesse réduite par rapport à la vitesse maximale ou nulle, ce qui diminue la consommation électrique. De même, pendant le fonctionnement à débit nominal, celui-ci est obtenu par l'adaptation de l'alimentation électrique de la pompe et non à vitesse la BNT218138FR00 4 plus haute, ce qui correspondrait à une consommation électrique maximale. Ce fonctionnement est rendu possible par des moyens électroniques d'alimentation électrique de la pompe de circulation, soit intégrés directement à la pompe, soit déportés dans une unité distincte, et fournissant l'électricité juste nécessaire à l'entraînement de la pompe pour obtenir le débit souhaité. Selon un premier mode de réalisation, le débit réduit est nul de telle sorte qu'on commande l'arrêt de la deuxième pompe. La consommation électrique de la deuxième pompe est annulée lorsqu'il n'est pas nécessaire de remonter la température de l'eau dans le réservoir. Selon un deuxième mode de réalisation, l'installation comporte une alimentation en eau froide connectée sur la connexion basse du réservoir et un détecteur de débit pour détecter la présence ou l'absence de débit dans l'alimentation, et le débit réduit vaut un débit de boucle estimé pour la boucle de distribution en absence de débit d'eau froide et valant le débit nominal en présence de débit d'eau froide. Ainsi, en l'absence de soutirage, le débit de la boucle de distribution est détourné à la connexion basse vers le circuit secondaire et est fourni à la connexion haute par le circuit secondaire. Ceci permet de ne pas faire circuler l'eau dans le réservoir et de ne pas brasser le contenu de celui-ci. Pendant les phases de soutirage, le chauffage de l'eau est réalisé en partie ou complètement par le circuit secondaire et l'échangeur, diminuant ainsi la sollicitation du contenu du réservoir. La consommation électrique de la deuxième pompe est réduite plus particulièrement lors de la phase d'attente en l'absence de soutirage. Selon un troisième mode de réalisation, l'installation comporte une alimentation en eau froide connectée sur la connexion basse du réservoir et un deuxième débitmètre pour mesurer un débit d'alimentation, et le débit réduit vaut un débit de boucle estimé pour la boucle de distribution augmenté de la mesure de débit d'alimentation, la somme étant limitée au débit nominal. Ainsi, en l'absence de soutirage, ceci permet de ne pas faire BNT218138FR00 circuler l'eau dans le réservoir et de ne pas brasser le contenu de celui-ci. Pendant les phases de soutirage, le chauffage de l'eau est réalisé en partie ou complètement par le circuit secondaire et l'échangeur, diminuant ainsi la sollicitation du contenu du réservoir. De plus, tant que le débit 5 nominal n'est pas atteint, la consommation de la deuxième pompe est limitée au strict nécessaire pour éviter la circulation de l'eau dans le réservoir. Selon un mode de régulation, on commande la phase d'attente lorsque la première température dépasse un premier seuil et on commande la phase de stockage lorsque la première température descend en-dessous d'un deuxième seuil inférieur au premier seuil. On commande ainsi une régulation de la température dans le réservoir avec une hystérésis. De préférence, la première température est mesurée dans la partie inférieure du réservoir.By applying a modulated flow setpoint according to different operating phases, the second circulation pump is allowed to operate at a speed adapted to the need, and therefore to operate in certain phases at a reduced speed with respect to the maximum speed or zero, which decreases the power consumption. Similarly, during the nominal flow operation, it is obtained by adapting the power supply of the pump and not at the higher speed, which would correspond to a maximum power consumption. This operation is made possible by electronic power supply means of the circulation pump, either integrated directly into the pump, or deported in a separate unit, and providing the electricity just needed to drive the pump to obtain the pump. desired flow rate. According to a first embodiment, the reduced flow rate is zero so that the second pump is stopped. The power consumption of the second pump is canceled when it is not necessary to raise the temperature of the water in the tank. According to a second embodiment, the installation comprises a cold water supply connected to the low connection of the tank and a flow detector for detecting the presence or absence of flow in the feed, and the reduced flow rate is equivalent to a flow rate. estimated loop for the distribution loop in the absence of cold water flow and worth the nominal flow rate in the presence of cold water flow. Thus, in the absence of withdrawal, the flow of the distribution loop is diverted to the low connection to the secondary circuit and is supplied to the high connection by the secondary circuit. This makes it possible not to circulate the water in the tank and not to stir the contents of it. During the withdrawal phases, the heating of the water is carried out partially or completely by the secondary circuit and the exchanger, thus reducing the solicitation of the contents of the tank. The power consumption of the second pump is reduced more particularly during the standby phase in the absence of withdrawal. According to a third embodiment, the installation comprises a cold water supply connected to the low connection of the tank and a second flow meter for measuring a feed rate, and the reduced flow rate is equivalent to an estimated loop flow rate for the distribution loop. increased by the flow rate measurement, the sum being limited to the nominal flow rate. Thus, in the absence of racking, this allows BNT218138FR00 not to circulate the water in the tank and not to stir the contents of it. During the withdrawal phases, the heating of the water is carried out partially or completely by the secondary circuit and the exchanger, thus reducing the solicitation of the contents of the tank. In addition, as long as the nominal flow rate is not reached, the consumption of the second pump is limited to what is strictly necessary to prevent the circulation of water in the reservoir. According to a regulation mode, the waiting phase is controlled when the first temperature exceeds a first threshold and the storage phase is controlled when the first temperature falls below a second threshold below the first threshold. This controls the temperature in the tank with a hysteresis. Preferably, the first temperature is measured in the lower part of the tank.
Selon un autre mode de régulation, on mesure une deuxième température dans le réservoir à une altitude supérieure à la première mesure de température, on commande la phase d'attente lorsque la première température dépasse un premier seuil et on commande la phase de stockage lorsque la deuxième température descend en-dessous d'un deuxième seuil inférieur au premier seuil. Comme l'eau la plus chaude se trouve en partie supérieure du réservoir, il reste de l'eau chaude en réserve tant que la deuxième température n'est pas descendue en-dessous du deuxième seuil. On attend ainsi que la partie inférieure du réservoir soit refroidie avant de relancer la phase de stockage, ce qui permet d'augmenter l'intervalle entre les phases de stockage et de diminuer les pertes thermiques moyennes, du fait d'une moindre différence de température entre l'eau du réservoir et l'extérieur pendant une durée plus importante. Selon une caractéristique complémentaire, l'installation comporte des moyens de pilotage sur le circuit primaire et une troisième sonde de température pour fournir une troisième mesure de la température d'eau à BNT218138FR00 6 la sortie du circuit secondaire de l'échangeur, et on actionne les moyens de pilotage pour réguler la température de l'eau chaude sanitaire à une consigne de distribution. La température nécessaire au fonctionnement de l'installation est ajustée au plus juste, ce qui optimise l'utilisation de l'énergie de chauffage de l'eau. Ceci est également rendu possible par la possibilité de piloter la vitesse de la troisième pompe de circulation et de moduler ainsi la puissance de chauffe dans l'échangeur. On diminue également ainsi la consommation électrique de la troisième pompe. L'invention a aussi pour objet une unité de régulation pour une installation de production d'eau chaude sanitaire, l'installation comportant un réservoir pour stocker de l'eau chaude sanitaire, une boucle de distribution et un échangeur pour chauffer l'eau sanitaire, le réservoir comportant une connexion basse en partie inférieure et une connexion haute en partie supérieure, la boucle de distribution étant connectée entre la connexion haute et la connexion basse et comportant au moins un point de puisage et une première pompe de circulation pour maintenir une circulation entre la connexion haute et la connexion basse, l'échangeur étant alimenté par un circuit primaire pour fournir de la chaleur à un circuit secondaire, le circuit secondaire comportant une première branche connectée à la connexion basse du réservoir, une deuxième branche connectée à la connexion haute du réservoir et une deuxième pompe de circulation pour faire circuler l'eau depuis la connexion basse vers la connexion haute après son passage dans l'échangeur, l'unité de régulation étant caractérisée en ce qu'elle est apte à recevoir les mesures d'au moins une première température dans le réservoir et d'un débit secondaire fourni par un premier débitmètre placé sur le circuit secondaire, à fournir une commande de la deuxième pompe pour que le débit secondaire corresponde à une consigne de débit, à déterminer une phase de stockage ou une phase d'attente en fonction de la température mesurée dans le réservoir, à appliquer à la consigne de débit un débit nominal pendant la phase de stockage et un débit réduit inférieur ou égal au débit nominal BNT218138FR00 7 pendant la phase d'attente pour mettre en oeuvre tel que décrit précédemment. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'une installation de production d'eau chaude selon plusieurs mode de réalisation de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE Une installation de production d'eau chaude sanitaire, telle que représentée sur la figure 1, comporte un réservoir 1 pour stocker de l'eau chaude sanitaire, une boucle de distribution 2, un échangeur 3 pour chauffer l'eau sanitaire et une unité de régulation 4 pour piloter le fonctionnement de l'installation.According to another mode of regulation, a second temperature is measured in the tank at an altitude higher than the first temperature measurement, the waiting phase is controlled when the first temperature exceeds a first threshold and the storage phase is controlled when the second temperature falls below a second threshold below the first threshold. As the hottest water is in the upper part of the tank, there is hot water in reserve until the second temperature is lowered below the second threshold. It is thus expected that the lower part of the tank will be cooled before restarting the storage phase, which makes it possible to increase the interval between the storage phases and to reduce the average heat losses, due to a smaller difference in temperature. between the tank water and the outside for a longer time. According to a complementary feature, the installation comprises control means on the primary circuit and a third temperature sensor for providing a third measurement of the water temperature at the outlet of the secondary circuit of the exchanger, and actuates the control means for regulating the temperature of the domestic hot water to a distribution set point. The temperature necessary for the operation of the installation is adjusted as accurately as possible, which optimizes the use of the energy of heating the water. This is also made possible by the possibility of controlling the speed of the third circulation pump and thus modulating the heating power in the exchanger. This also reduces the power consumption of the third pump. The invention also relates to a control unit for a domestic hot water production installation, the installation comprising a tank for storing hot water, a distribution loop and a heat exchanger for heating domestic water. , the tank having a lower connection in the lower part and a high connection in the upper part, the distribution loop being connected between the high connection and the low connection and comprising at least one draw point and a first circulation pump to maintain circulation between the high connection and the low connection, the exchanger being supplied by a primary circuit for supplying heat to a secondary circuit, the secondary circuit having a first branch connected to the low connection of the tank, a second branch connected to the connection high of the tank and a second circulation pump to circulate the water from the connection b to the high connection after passing through the exchanger, the control unit being characterized in that it is able to receive the measurements of at least a first temperature in the tank and a secondary flow rate provided by a first flowmeter placed on the secondary circuit, to provide control of the second pump so that the secondary flow rate corresponds to a flow setpoint, to determine a storage phase or a standby phase as a function of the temperature measured in the reservoir, to apply to the flow setpoint a nominal flow rate during the storage phase and a reduced flow rate less than or equal to the nominal flow rate BNT218138EN00 7 during the standby phase to implement as described above. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be better understood and other features and advantages will appear on reading the description which follows, the description referring to the appended drawings among which: - Figure 1 is a schematic view of an installation hot water production according to several embodiments of the invention. DETAILED DESCRIPTION An installation for producing domestic hot water, as represented in FIG. 1, comprises a tank 1 for storing domestic hot water, a distribution loop 2, an exchanger 3 for heating the sanitary water and a control unit 4 to control the operation of the installation.
Le réservoir 1 comporte une connexion basse 11 en partie inférieure et une connexion haute 12 en partie supérieure. Il comporte en outre une première sonde 13 de température pour fournir la mesure d'une première température Ti, placée dans le bas du réservoir 1. De manière optionnelle, il comporte également une deuxième sonde 14 de température placée dans la partie supérieure du réservoir 1 pour mesurer une deuxième température T2. La connexion basse 11 se prolonge dans le réservoir 1 par une canne 15 permettant d'atteindre la partie la plus basse du réservoir 1 et de briser le jet de l'eau entrante. Le réservoir 1 est isolé thermiquement pour stocker l'eau chaude.The tank 1 has a low connection 11 in the lower part and a high connection 12 in the upper part. It further comprises a first temperature probe 13 for providing the measurement of a first temperature Ti, placed in the bottom of the tank 1. Optionally, it also comprises a second temperature probe 14 placed in the upper part of the tank 1 to measure a second temperature T2. The low connection 11 is extended in the tank 1 by a rod 15 to reach the lowest part of the tank 1 and break the stream of incoming water. Tank 1 is thermally insulated to store hot water.
La boucle de distribution 2 est connectée entre la connexion haute 12 et la connexion basse 11 et comportant au moins un point de puisage 20. Une première pompe de circulation 21 est prévue pour maintenir une circulation entre la connexion haute 12 et la connexion basse 11 et est généralement placée en aval du dernier point de puisage 20. La boucle de BNT218138FR00 8 distribution 2 passe par l'intermédiaire d'une bouteille d'équilibrage 6 de pression, à proximité de la connexion basse 11. Une alimentation 7 en eau froide est également connectée à la connexion basse 11, par l'intermédiaire de la bouteille d'équilibrage 6.The distribution loop 2 is connected between the high connection 12 and the low connection 11 and comprising at least one draw point 20. A first circulation pump 21 is provided to maintain a circulation between the high connection 12 and the low connection 11 and is generally placed downstream of the last draw point 20. The loop BNT218138FR00 8 distribution 2 passes through a balancing bottle 6 of pressure, near the low connection 11. A supply 7 in cold water is also connected to the low connection 11, via the balancing bottle 6.
L'alimentation est également connectée au point de puisage 20, pour mitiger l'eau chaude à l'eau froide, d'une manière connue en soi. L'échangeur 3 est par exemple un échangeur à plaques et est alimenté par un circuit primaire 8 pour fournir de la chaleur à un circuit secondaire 9. Le circuit secondaire 9 comporte une première branche 91 connectée à la connexion basse 11 du réservoir 1, une deuxième branche 92 connectée à la connexion haute 12 du réservoir 1, un premier débitmètre 93 fournissant la mesure d'un débit secondaire Dl et une deuxième pompe de circulation 95 pour faire circuler l'eau depuis la connexion basse 11 vers la connexion haute 12 après son passage dans l'échangeur 3. La première branche 91 passe également par la bouteille d'équilibrage 6. Ainsi, l'eau en provenance de la boucle de distribution 2 dans la bouteille d'équilibrage 6 ou en provenance de l'alimentation 7 peut passer vers le circuit secondaire 9 ou vers le réservoir 1. De même, le circuit secondaire 9 peut aspirer de l'eau en provenance du réservoir 1. De manière similaire, au niveau de la connexion haute 12, l'eau en provenance du circuit secondaire 9 peut entrer dans le réservoir 1 ou continuer dans la boucle de distribution 2. De même, l'eau du réservoir 1 peut sortir vers la boucle de distribution 2. De manière classique, l'installation comporte un premier clapet antiretour 70 sur l'alimentation 7 en eau froide pour autoriser uniquement l'entrée d'eau vers l'installation, et un deuxième clapet antiretour 22 dans la boucle de distribution 2 pour autoriser la circulation uniquement depuis le dernier point de puisage 20 vers la bouteille d'équilibrage 6. Elle comporte également une soupape de surpression 96 pour limiter la pression dans l'installation.The feed is also connected to the point of drawing 20, to mitigate hot water with cold water, in a manner known per se. The exchanger 3 is for example a plate heat exchanger and is powered by a primary circuit 8 to supply heat to a secondary circuit 9. The secondary circuit 9 comprises a first branch 91 connected to the low connection 11 of the tank 1, a second branch 92 connected to the high connection 12 of the tank 1, a first flowmeter 93 providing the measurement of a secondary flow Dl and a second circulation pump 95 to circulate water from the low connection 11 to the high connection 12 after it passes through the exchanger 3. The first branch 91 also passes through the balancing bottle 6. Thus, the water from the distribution loop 2 in the balancing bottle 6 or from the power supply 7 can also pass to the secondary circuit 9 or to the tank 1. Similarly, the secondary circuit 9 can draw water from the tank 1. Similarly, at the high connection 12, the water from the secondary circuit 9 can enter the tank 1 or continue in the distribution loop 2. Similarly, the water tank 1 can exit to the distribution loop 2. Typically, the installation comprises a first non-return valve 70 on the cold water supply 7 to allow only the entry of water to the installation, and a second non-return valve 22 in the distribution loop 2 to allow the circulation only from the last point of drawing 20 to the balancing bottle 6. It also includes a pressure relief valve 96 to limit the pressure in the installation.
BNT218138FR00 9 L'installation comporte en outre des moyens de pilotage sur le circuit primaire 8 permettant de contrôler la température de l'eau chauffée en sortie de l'échangeur 3 côté circuit secondaire 9. Pour cela, les moyens de pilotage comportent une troisième pompe de circulation 81 pilotant le débit de fluide caloporteur dans le circuit primaire 8 de l'échangeur 3. Par ailleurs, une vanne de mélange 82 est prévue dans le cas où la température du fluide caloporteur est susceptible d'être trop importante pour l'échangeur 3. La vanne de mélange 82 permet une reprise du fluide caloporteur de retour de l'échangeur 3 pour limiter la température du fluide en entrée de l'échangeur 3. Une troisième sonde 97 de température est prévue pour fournir la mesure d'une troisième température T3 d'eau à la sortie du circuit secondaire 9 de l'échangeur 3. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'unité de régulation 4 reçoit les mesures de la première température Ti, de la troisième température T3 et du débit secondaire Dl. L'unité de régulation 4 est programmée pour commander les moyens de pilotage afin de réguler la température de l'eau chaude sanitaire à une consigne de distribution. Pour cela, l'unité de régulation 4 utilise la troisième mesure de température et pilote la vitesse de fonctionnement de la troisième pompe de circulation 81 afin d'agir sur le débit de fluide caloporteur. Le procédé de régulation est par exemple du type Produit-Intégrale-Dérivée (PID), bien connu de l'homme du métier et non détaillé ici. L'unité de régulation 4 détermine une phase de stockage ou une phase d'attente en fonction de la température mesurée dans le réservoir 1 et de son évolution et pilote en outre la deuxième pompe de circulation 95 pour que le débit secondaire D1 corresponde à une consigne de débit nominal pendant la phase de stockage et un débit nul pendant la phase d'attente. Les phases d'attente et de stockage sont déterminées selon une régulation de la température dans le réservoir 1 par hystérésis. Ainsi, on commande le passage de la phase de stockage à la phase d'attente lorsque la première température BNT218138FR00 10 Ti dépasse un premier seuil et on commande le passage de la phase d'attente à la phase de stockage lorsque la première température Ti descend en-dessous d'un deuxième seuil, inférieur au premier seuil. En principe, la première pompe de circulation 21 fonctionne en permanence. De l'eau chaude stockée dans le réservoir 1 sort par la connexion haute 12, passe à proximité des points de puisage, puis par la première pompe de circulation 21, la bouteille d'équilibrage 6 et retourne au réservoir 1 par la connexion basse 11. Pendant la phase de stockage, de l'eau est prélevée dans la partie inférieure du réservoir 1 et passe par la connexion basse 11, puis par la bouteille d'équilibrage 6, la deuxième pompe de circulation 95, l'échangeur 3 pour être réchauffée et retourne dans le réservoir 1 par la connexion haute 12. L'eau en provenance de la boucle de distribution 2 est également détournée au niveau de la bouteille d'équilibrage 6 et passe vers la deuxième pompe de circulation 95 puis vers l'échangeur 3. Si dans le même temps un soutirage a lieu par l'un des points de puisage 20, une partie du flux provenant de l'échangeur 3, voire la totalité, est détourné dans la boucle de distribution 2. Si le débit de soutirage est encore supérieur, de l'eau est extraite également du réservoir 1 par la connexion haute 12. Le débit de soutirage est compensé par de l'eau froide en provenance de l'alimentation 7 qui passe par la bouteille d'équilibrage 6 et va vers l'échangeur 3, et le cas échéant en partie vers le réservoir 1 par la connexion basse 11. Pendant la phase d'attente, le débit dans le circuit secondaire 9 est nul. Si dans le même temps un soutirage a lieu par l'un des points de puisage, de l'eau froide en provenance de l'alimentation 7 circule par la bouteille d'équilibrage 6 et la connexion basse 11 vers le réservoir 1. De l'eau chaude stockée dans le réservoir 1 sort par la connexion haute 12 et passe dans la boucle de distribution 2.BNT218138EN00 9 The installation further comprises control means on the primary circuit 8 for controlling the temperature of the heated water at the outlet of the exchanger 3 on the secondary circuit side 9. For this, the control means comprise a third pump circulation 81 controlling the flow of coolant in the primary circuit 8 of the exchanger 3. Furthermore, a mixing valve 82 is provided in the case where the temperature of the coolant is likely to be too important for the heat exchanger 3. The mixing valve 82 allows a return of the heat transfer fluid return of the exchanger 3 to limit the temperature of the fluid inlet of the exchanger 3. A third temperature probe 97 is provided to provide the measurement of a third temperature T3 of water at the outlet of the secondary circuit 9 of the exchanger 3. According to a first embodiment of the invention, the regulation unit 4 receives the measurements of the first temperature Ti, the third temperature T3 and the secondary flow Dl. The control unit 4 is programmed to control the control means in order to regulate the temperature of the domestic hot water to a distribution set point. For this, the control unit 4 uses the third temperature measurement and controls the operating speed of the third circulation pump 81 in order to act on the coolant flow rate. The control method is for example of the product-Integral-Derivative (PID) type, well known to those skilled in the art and not detailed here. The control unit 4 determines a storage phase or a standby phase as a function of the temperature measured in the tank 1 and its evolution and also controls the second circulation pump 95 so that the secondary flow D1 corresponds to a nominal flow setpoint during the storage phase and zero flow during the standby phase. The standby and storage phases are determined according to a regulation of the temperature in the tank 1 by hysteresis. Thus, the transition from the storage phase to the standby phase is controlled when the first temperature BNT218138FR00 10 Ti exceeds a first threshold and the transition from the standby phase to the storage phase is controlled when the first temperature Ti goes down. below a second threshold, lower than the first threshold. In principle, the first circulation pump 21 operates continuously. Hot water stored in the tank 1 exits through the high connection 12, passes near the points of drawing, then by the first circulation pump 21, the balancing bottle 6 and returns to the tank 1 by the low connection 11 During the storage phase, water is taken from the lower part of the tank 1 and passes through the low connection 11, then through the equilibration bottle 6, the second circulation pump 95, the exchanger 3 to be heated and returns to the tank 1 by the high connection 12. The water from the distribution loop 2 is also diverted at the level of the equilibration bottle 6 and passes to the second circulation pump 95 and then to the exchanger 3. If at the same time a withdrawal takes place by one of the draw points 20, a portion of the flow from the exchanger 3, or all, is diverted into the distribution loop 2. If the withdrawal rate is still superior water is also extracted from the tank 1 by the high connection 12. The withdrawal flow is compensated by cold water from the feed 7 which passes through the balancing bottle 6 and goes to the water. exchanger 3, and if necessary in part to the tank 1 by the low connection 11. During the standby phase, the flow rate in the secondary circuit 9 is zero. If at the same time a withdrawal takes place by one of the points of drawing, cold water from the supply 7 flows through the balancing bottle 6 and the low connection 11 to the tank 1. From the hot water stored in the tank 1 goes out through the high connection 12 and goes into the distribution loop 2.
Selon un deuxième mode de réalisation, l'installation se distingue de celle du premier mode de réalisation en ce qu'elle comporte un détecteur BNT218138FR00 11 de débit pour détecter la présence ou l'absence de débit dans l'alimentation 7 délivrant une indication de débit d'eau froide reçue par l'unité de régulation 4. L'unité de régulation 4 est programmée pour piloter un débit réduit pendant la phase d'attente. Le débit réduit vaut un débit de boucle estimé pour la boucle de distribution en absence de débit d'eau froide et le débit nominal en présence de débit d'eau froide. Le débit de boucle est par exemple mémorisé dans l'unité de régulation 4, mais pourrait aussi être mesuré par un débitmètre, non représenté. La première pompe de circulation 21 fonctionne en permanence.According to a second embodiment, the installation is distinguished from that of the first embodiment in that it comprises a flow detector BNT218138FR00 11 for detecting the presence or absence of flow in the supply 7 delivering a warning indication. flow of cold water received by the control unit 4. The control unit 4 is programmed to control a reduced flow rate during the standby phase. The reduced flow rate is an estimated loop flow for the distribution loop in the absence of cold water flow and the nominal flow rate in the presence of cold water flow. The loop rate is for example stored in the control unit 4, but could also be measured by a flowmeter, not shown. The first circulation pump 21 operates continuously.
Pendant la phase d'attente, le flux d'eau envoyé par la première pompe de circulation 21 passe par la bouteille d'équilibrage 6 et en est aspirée par la deuxième pompe de circulation 95 pour passer dans l'échangeur 3 puis la deuxième branche 92 vers la boucle de distribution 2 au niveau de la connexion haute 12. Si dans le même temps un soutirage a lieu par l'un des points de puisage, la deuxième pompe de circulation 95 fonctionne au débit nominal et de l'eau froide en provenance de l'alimentation 7 circule par la bouteille d'équilibrage 6. Un flux de débit nominal est prélevé dans la bouteille d'équilibrage 6 vers le circuit secondaire 9, ce flux étant un mélange d'eau froide en provenance de l'alimentation 7, du retour de la boucle de distribution 2 et le cas échéant d'eau prélevée dans le réservoir 1 par la connexion basse 11. Si le débit soutiré est plus important, de l'eau froide passe de la bouteille d'équilibrage 6 vers le réservoir 1 et de l'eau chaude stockée dans le réservoir 1 passe dans la boucle de distribution 2. Le fonctionnement pendant la phase de stockage est identique au premier mode de réalisation. Selon un troisième mode de réalisation, l'installation se distingue du premier mode de réalisation en ce qu'elle comporte un deuxième débitmètre 71 pour mesurer un débit d'alimentation D2 fourni à l'unité de régulation 4. L'unité de régulation 4 est programmée pour piloter un débit réduit pendant la phase d'attente. Le débit réduit vaut un débit de boucle BNT218138FR00 12 estimé pour la boucle de distribution augmenté de la mesure de débit d'alimentation D2, la somme étant limitée au débit nominal. La première pompe de circulation 21 fonctionne en permanence. Pendant la phase d'attente, et en l'absence de soutirage, le flux d'eau de la boucle de distribution 2 envoyé par la première pompe de circulation 21 passe par la bouteille d'équilibrage 6 et en est aspiré par la deuxième pompe de circulation 95 pour passer dans l'échangeur 3 puis la deuxième branche 92 vers la boucle de distribution 2 au niveau de la connexion haute 12. Si dans le même temps un soutirage a lieu par l'un des points de puisage, de l'eau froide en provenance de l'alimentation 7 circule par la bouteille d'équilibrage 6 et le circuit secondaire 9, dans la limite du débit nominal. Si le débit soutiré est plus important, de l'eau froide passe de la bouteille d'équilibrage 6 vers le réservoir 1 et de l'eau chaude stockée dans le réservoir 1 passe dans la boucle de distribution 2. Le fonctionnement pendant la phase de stockage est identique au premier mode de réalisation. Dans une variante, applicable aux trois modes de réalisation, l'unité de régulation 4 détermine le passage de la phase de stockage à la phase d'attente lorsque la première température Ti dépasse un premier seuil et le passage de phase d'attente à la phase de stockage lorsque la deuxième température T2 descend en-dessous d'un deuxième seuil inférieur au premier seuil.During the standby phase, the flow of water sent by the first circulation pump 21 passes through the equilibration bottle 6 and is sucked by the second circulation pump 95 to pass through the exchanger 3 and then the second branch 92 to the distribution loop 2 at the high connection 12. If at the same time a withdrawal takes place at one of the draw points, the second circulation pump 95 operates at nominal flow and cold water at from the supply 7 flows through the equilibration bottle 6. A nominal flow flow is taken from the equilibration bottle 6 to the secondary circuit 9, this flow being a mixture of cold water from the feed 7, the return of the distribution loop 2 and if necessary of water taken from the tank 1 by the low connection 11. If the flow withdrawn is greater, cold water passes from the equilibration bottle 6 to the tank 1 and hot water stored in the tank 1 passes into the distribution loop 2. The operation during the storage phase is identical to the first embodiment. According to a third embodiment, the installation differs from the first embodiment in that it comprises a second flowmeter 71 for measuring a feed rate D2 supplied to the control unit 4. The control unit 4 is programmed to control a reduced flow during the standby phase. The reduced flow rate is an estimated loop rate BNT218138FR00 12 for the increased distribution loop of the supply flow measurement D2, the sum being limited to the nominal flow rate. The first circulation pump 21 operates continuously. During the standby phase, and in the absence of withdrawal, the water flow of the distribution loop 2 sent by the first circulation pump 21 passes through the equilibration bottle 6 and is sucked in by the second pump 95 to flow in the heat exchanger 3 and the second branch 92 to the distribution loop 2 at the high connection 12. If at the same time a withdrawal takes place by one of the points of drawing, the cold water from the supply 7 flows through the balancing bottle 6 and the secondary circuit 9, within the limit of the nominal flow. If the flow rate is higher, cold water passes from the equilibration bottle 6 to the tank 1 and hot water stored in the tank 1 passes into the distribution loop 2. The operation during the phase of storage is identical to the first embodiment. In a variant, applicable to the three embodiments, the regulation unit 4 determines the transition from the storage phase to the standby phase when the first temperature Ti exceeds a first threshold and the waiting phase transition to the first phase. storage phase when the second temperature T2 falls below a second threshold below the first threshold.
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