Description
SYSTEME D'UTILISATION DE L'ENERGIE SOLAIRE POUR LE CHAUFFAGE D'UNE HABITATION.
Utilisation maximale de l'énergie solaire pour le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire. Situation existante concernant la production de l'eau chaude sanitaire
Les systèmes d'utilisation de l'énergie solaire existants proposent la production de l'eau chaude sanitaire pour étant une bonne solution rentable en matière d'économie d'énergie et d'écologie.
La proportion de consommation du combustible chauffage concernant la production de l'eau chaude sanitaire est de l'ordre de 10 % pour une maison uni familiale, cela veut dire l'équivalent à +/- 300 litres de mazout par an. Les systèmes solaires actuels annoncent une économie d'énergie d'environ 50 % de cette consommation.
Au prix moyen de 0,50 EUR / litre de mazout, l'économie réalisable est donc de 300 x 0,50 x 0,5
= 75,00 EUR / an. L'investissement de +/- 2500,00 EUR (hors primes) ne sera amorti qu'en plus de 30 ans !
De plus, les systèmes proposés sont des ensembles qui remplacent le boiler sanitaire déjà existant en ne tenant pas compte que celui-ci n'a peut-être que quelques années et est donc encore parfaitement utilisables.
Situation existante concernant le chauffage : Au niveau du chauffage, l'utilisation de l'énergie solaire n'est pratiquement pas efficace sauf dans les nouvelles installations fonctionnant à basse température.
Effectivement, une installation avec des radiateurs demande une température d'eau assez élevée (45 à 65[deg.]C) et les systèmes solaires existants ne fournissent, en saison de chauffe, que de l'eau à basse, voire à très basse température.
La raison provient de l'accumulateur de grosse capacité ( 600, 800, 1000 ou 1200 litres) qui se charge lentement avec les capteurs solaires. On utilise cette grande quantité d'eau pour l'envoyer dans le circuit chauffage, essentiellement dans les circuits sol à basse température.
Le paradoxe de cette situation est que la grande quantité d'eau demande une grande surface de capteurs solaires et quand dehors de la période estivale, l'accumulateur mettra de nombreuses heures pour se réchauffer. Hors au printemps et en automne, le temps d'ensoleillement est réduit donc il sera pratiquement impossible d'obtenir une température d'eau utilisable pour le chauffage.
En Belgique, les systèmes proposés pour le chauffage ont la particularité de n'être rentable qu'en été, période pendant laquelle il n'y ajustement pas besoin de chauffage !
C'est vraisemblablement la raison pour laquelle la majorité des systèmes proposés ne concernent que la production de l'eau chaude sanitaire, avec une rentabilité médiocre ! Inventions de nouvelles conceptions :
Application n[deg.] 1 :
L'invention se caractérise par l'utilisation plus efficace de l'énergie fournie par les capteurs pour le chauffage classique par radiateurs d'une habitation uni-familiale standard.
La lacune des systèmes proposés est la quantité d'eau d'accumulation.
Si on parvient à réchauffer 800 litres d'eau de 20 à 30[deg.]C en 6 heures d'ensoleillement, on ne sait pratiquement rien faire avec en hiver car le chauffage demande une température d'eau supérieure.
Il faut donc réchauffer une quantité d'eau très faible mais rapidement à plus haute température afin de pouvoir l'injecter dans le chauffage.
Si la température d'eau dans le capteur est de 65[deg.]C, le réchauffement de 100 litres dans l'accumulateur sera possible dans un temps assez court et donc qu'il sera possible d'obtenir une température nettement supérieure à celle pouvant être obtenue pour une quantité d'eau de 800 litres.
L'invention se caractérise par l'utilisation d'accumulateurs tampons (sans serpentin) de petites quantités d'eau qui se chargeront et se déchargeront en cascade, mais aussi par l'utilisation d'échangeurs à plaques pour l'exploitation de l'échange de chaleur entre le fluide caloporteur et l'eau de l'accumulateur. L'invention se caractérise par le schéma hydraulique 1 repris sur la page 12 :
L'installation de chauffage doit comporter une vanne mélangeuse à 4 voies commandée par une régulation climatique adaptée : tout ou rien brûleur + vanne mélangeuse + priorité eau chaude sanitaire.
Le système solaire est géré par un automate programmable qui agit en parallèle sur certains éléments (P4) et (P5) également gérés par le régulateur chauffage.
Des capteurs solaires chauffent des accumulateurs de petite quantité d'eau en rapport avec la surface des capteurs (50 à 100 L par 2 m<2> de capteurs) via l'échangeur à plaques (El). Des capteurs solaires à tubes sous vide d'air et passage direct seront positionnés verticalement afin de donner le meilleur rendement lorsque le soleil est très bas en hiver.
Charge des accumulateurs en cascade :
Lorsqu'il y a ensoleillement, la température monte dans les capteurs sous vide et l'automate actionne la pompe (PO) et la pompe (Pl.l). L'eau du premier accumulateur (accul ) va se réchauffer par échange thermique dans l'échangeur à plaques (El).
Puisque la quantité d'eau de l'accumulateur 1 est faible, le rendement des tubes sous vide élevé même en hiver, l'échange thermique entre le fluide caloporteur et l'eau de l'accumulateur 1 très 207 efficace par l'échangeur, la température de l'accu 1 sera montée très rapidement à la température disponible à la sortie des capteurs sous vide.
Lorsque le premier accumulateur est à température du capteur, l'automate arrête le fonctionnement de la pompe (P 1.1 ) et enclenche la pompe (P 1.2) du deuxième accumulateur
(accu2).
Même fonctionnement du troisième accumulateur lorsque le deuxième est aussi à température. Décharge des accumulateurs en cascade :
L'accumulateur à température la plus élevée, en l'occurrence (accul) alimente l'échangeur à plaques chauffage (E2) de puissance égale à la puissance de la chaudière lorsque la vanne de zone (VZ) est en position repos (voie du milieu et voie vers E2 ouvertes).
Lorsque la T[deg.] dans l'accu est supérieure à celle de la chaudière, l'automate actionne la pompe (P2.1) et (P3) et l'eau de l'accu passe dans l'échangeur chauffage (E2) qui réchauffe le circuit chauffage par le retour de la chaudière.
De cette façon, la température dans la chaudière va augmenter et la régulation n'enclenchera pas le brûleur, le circuit chaudière étant suffisamment chaud pour satisfaire les besoins de température dans le circuit vanne mélangeuse.
Lorsque la température dans (accul) se stabilise avec celle de la chaudière, l'automate gère de la même façon les 2 autres accumulateurs via les pompes (P2.2) et (P2.3).
De cette façon, l'eau chaude stockée dans les accus servira à maintenir la chaudière à la plus haute température possible.
Si la T[deg.] dans les accumulateurs n'est pas suffisante pour être exploitée dans la circuit chauffage, la vanne de zone (VZ) bascule et oriente le flux de l'accu vers un échangeur eau froide (E3) qui peut assurer le réchauffage de l'eau froide d'entrée dans le boiler en fonction d'un horaire hebdomadaire et d'un horaire saisonnier lorsqu'il y a soutirage d'eau chaude.
Le fait de préchauffer l'eau froide (6[deg.]C) rentrant dans le ballon sanitaire pour lui faire gagner quelques degrés assurera une dépense d'énergie moindre pour son réchauffement à la température d'utilisation sanitaire (45 ou 50[deg.]C).
Lorsque l'ensoleillement est important, la chaudière sera montée, via l'eau des accumulateurs, à une T[deg.] assez élevée (par ex. 65[deg.]C), le boiler sanitaire sera automatiquement chargé indépendamment de la régulation du chauffage et des horaires.
L'invention se caractérise donc principalement par une exploitation d'une façon ou d'une autre de l'énergie solaire obtenue dans un ou des accumulateurs de petites contenances. (100 à 200 L) Elle octroie priorité au chauffage - représentant les besoins énergétiques les plus importants ensuite à la production de l'eau chaude sanitaire - deuxième besoin - et enfin au réchauffement de l'eau froide d'entrée dans le boiler en dernier recours. En plein été, l'eau chaude sanitaire sera de toute façon produite puisque le chauffage ne sera pas en demande.
L'invention se caractérise aussi par le fait de l'utilisation du boiler faisant déjà partie de l'installation de chauffage. L'installation existante sera seulement modifiée par la pose de la vanne mélangeuse à 4 voies, de la pompe primaire (P4) et par la transformation de la tuyauterie de retour à la chaudière sur laquelle il faut intercaler 2 piquages vers l'échangeur chauffage (E2) et un clapet anti-retour horizontal à bascule.
Application n[deg.] 2 :
La présente invention se caractérise par l'utilisation de l'application n[deg.]l pour plusieurs utilisateurs voisins comme le montre le schéma hydraulique 2 repris sur la page 12. La modification de l'installation reprise sur le schéma 1 apporte la possibilité d'alimenter plusieurs utilisateurs.
Lorsque les températures sont importantes dans les accumulateurs, la vanne de zone (VZ1) oriente la circulation vers la vanne de zone (VZ2).
La vanne de zone (VZ3) est actionnée en même temps que (VZ2) et alimentent l'échangeur (E2) de l'installation principale - pour le chauffage ou / et la production d'eau chaude - OU l'échangeur (E3) d'une installation différente.
De ce fait, lorsque les conditions le permettent, un voisin pourrait recevoir de l'eau très chaude lui permettant de réchauffer lui aussi son boiler sanitaire ou d'utiliser cette énergie à d'autres fins.
Application n[deg.] 3 :
Eau chaude sanitaire seule :
L'invention se caractérise par l'utilisation du boiler faisant déjà partie de l'installation de chauffage, par l'utilisation d'un accumulateur solaire a serpentin de petite quantité, d'un échangeur à plaque boiler (E2) et de 2 vannes de zones (VZ1) et (VZ2) comme le montre le schéma hydraulique 3 repris sur la page 13. Les vannes de zones à 3 voies seront intercalées sur la tuyauterie chauffage du boiler, la pompe de charge existante (P5) sera utilisée pour réchauffer le boiler soit par la chaudière soit par le système solaire. Le principe de commande de l'installation existante est maintenu : régulation, thermostat d'ambiance, système de priorité sanitaire, ... s 2007/0053
Matériel nécessaire :
Capteurs solaires avec tous les accessoires nécessaires dont circulateur (PO)
Accumulateur à serpentin (ACCU 1)
Echangeur à plaques (E2) Circulateur de l'échangeur (P2)
2 vannes de zones à 3 voies (VZl et VZ2)
En cas d'ensoleillement, le circulateur (PO) fonctionne et l'eau du capteur réchauffe l'accumulateur (ACCU 1).
Lorsque l'eau de l'accumulateur (ACCU 1) est à une t[deg.] supérieure à celle du boiler sanitaire , les
2 vannes 3 voies (VZl et VZ2) sont actionnées, le circulateur de l'échangeur (P2) et la pompe de charge du boiler (P5) fonctionne.
Le boiler est ainsi monté à la t[deg.] de l'accumulateur.
Si le système solaire ne donne pas assez de température et qu'il y a une demande de réchauffement du boiler provenant du thermostat de boiler ou de la régulation, les 2 vannes 3 voies (VZl et VZ2) reviennent à l'état initial, la pompe de charge du boiler (P5) fonctionne et c'est alors la chaudière qui réchauffe le boiler.
Application n[deg.] 4 : (variante à l'application n[deg.]3) Eau chaude sanitaire seule :
L'invention se caractérise par l'utilisation du boiler faisant déjà partie de l'installation de chauffage, par l'utilisation d'un accumulateur solaire tampon (sans serpentin) de petite quantité, d'un échangeur à plaque solaire (El) d'un échangeur à plaque boiler (E2) et de
2 vannes de zones (VZl) et (VZ2) comme le montre le schéma hydraulique 4 repris sur la page
13.
Les vannes de zones à 3 voies seront intercalées sur la tuyauterie chauffage du boiler, la pompe de charge existante (P5) sera utilisée pour réchauffer le boiler soit par la chaudière soit par le système solaire.
Le principe de commande de l'installation existante est maintenu : régulation, thermostat d'ambiance, système de priorité sanitaire, ... Matériel nécessaire :
Capteurs solaires avec tous les accessoires nécessaires dont circulateur (PO)
Echangeur à plaque solaire (El)
Circulateur du ballon tampon (PI)
Ballon tampon (ACCU 1)
Circulateur de l'échangeur (P2)
Echangeur à plaques boiler (E2) 2007/0053
2 vannes de zones à 3 voies (VZl et VZ2)
En cas d'ensoleillement, le circulateur (PO) fonctionne, l'eau du capteur passe dans l'échangeur (El) le circulateur du ballon tampon (PI) fonctionne et par échange thermique, le ballon tampon se réchauffe (ACCU 1 ).
Lorsque l'eau du ballon tampon (ACCU 1) est à une t[deg.] supérieure à celle du boiler sanitaire , les 2 vannes 3 voies (VZl et VZ2) sont actionnées, le circulateur de l'échangeur (P2) et la pompe de charge du boiler (P5) fonctionne. Le boiler est ainsi monté à la t[deg.] de l'accumulateur.
Si le système solaire ne donne pas assez de température et qu'il y a une demande de réchauffement du boiler provenant du thermostat de boiler ou de la régulation, les 2 vannes 3 voies (VZl et VZ2) reviennent à l'état initial, la pompe de charge du boiler (P5) fonctionne et c'est alors la chaudière qui réchauffe le boiler.
Application n[deg.] 5 :
Eau chaude sanitaire seule + préchauffage de l'eau froide d'entrée au boiler
L'invention se caractérise par l'utilisation du boiler faisant déjà partie de l'installation de chauffage, par l'utilisation d'un accumulateur solaire a serpentin de petite quantité, d'un échangeur à plaque boiler (E2), d'un échangeur à plaque eau froide (E3), de 4 vannes de zones (VZl) (VZ2) (VZ3) (VZ4) comme le montre le schéma hydraulique 5 repris sur la page 14.
Les 2 vannes de zones à 3 voies (VZl et VZ2) seront intercalées sur la tuyauterie chauffage du boiler, la pompe de charge existante (P5) sera utilisée pour réchauffer le boiler soit par la chaudière soit par le système solaire.
Les 2 vannes de zones à 3 voies (VZ3 et VZ4) orienteront l'eau chaude provenant de l'accumulateur soit vers l'échangeur du boiler (E2) soit vers l'échangeur du préchauffage de l'eau froide d'entrée au boiler (E3).
Le principe de commande de l'installation existante est maintenu : régulation, thermostat d'ambiance, système de priorité sanitaire, ...
Matériel nécessaire :
Capteurs solaires avec tous les accessoires nécessaires dont circulateur (PO)
Accumulateur à serpentin (ACCU 1)
Echangeur à plaques boiler (E2)
Circulateur des échangeurs (P2) 2 vannes de zones à 3 voies boiler (VZl et VZ2)
Echangeur à plaques eau froide (E3)
2 vannes de zones à 3 voies échangeurs (VZ3 et VZ4) 7 2007/0053
En cas d'ensoleillement, le circulateur (PO) fonctionne et l'eau du capteur réchauffe l'accumulateur (ACCU 1).
Lorsque l'eau de l'accumulateur (ACCU 1) est à une t[deg.] supérieure à celle du boiler sanitaire , les 2 vannes 3 voies (VZ3 et VZ4) orientent la chaleur vers l'échangeur à plaques (E2), le circulateur de l'échangeur (P2) fonctionne, les 2 vannes 3 voies (VZl et VZ2) sont actionnées et la pompe de charge du boiler (P5) fonctionne. Le boiler est ainsi monté à la t[deg.] de l'accumulateur.
Si la température de l'accumulateur est inférieure à la température du boiler, les vannes 3 voies
(VZ3 et VZ4) sont actionnées et l'eau tiède de raccumulateur est envoyée vers l'échangeur à plaque (E3). L'eau froide qui rentre dans le boiler est ainsi réchauffée pendant la période horaire des besoins d'eau chaude sanitaire et en fonction également d'une programmation saisonnière.
Si le système solaire ne donne pas assez de température et qu'il y a une demande de réchauffement du boiler provenant du thermostat de boiler ou de la régulation, les 2 vannes 3 voies (VZl et VZ2) reviennent à l'état initial, la pompe de charge du boiler (P5) fonctionne et c'est alors la chaudière qui réchauffe le boiler.
Application n[deg.] 6 : (variante à l'application n[deg.]5)
Eau chaude sanitaire seule + préchauffage de l'eau froide d'entrée au boiler :
L'invention se caractérise par l'utilisation du boiler faisant déjà partie de l'installation de chauffage, par l'utilisation d'un accumulateur solaire tampon (sans serpentin) de petite quantité, d'un échangeur à plaque solaire (El),d'un échangeur à plaque boiler (E2), d'un échangeur à plaque eau froide (E3), de 4 vannes de zones (VZl) (VZ2) (VZ3) (VZ4) comme le montre le schéma hydraulique 6 repris sur la page 14.
Les 2 vannes de zones à 3 voies (VZl et VZ2) seront intercalées sur la tuyauterie chauffage du boiler, la pompe de charge existante (P5) sera utilisée pour réchauffer le boiler soit par la chaudière soit par le système solaire.
Les 2 vannes de zones à 3 voies (VZ3 et VZ4) orienteront l'eau chaude provenant de l'accumulateur soit vers l'échangeur du boiler (E2) soit vers l'échangeur du préchauffage de l'eau froide d'entrée au boiler (E3).
Le principe de commande de l'installation existante est maintenu : régulation, thermostat d'ambiance, système de priorité sanitaire, ...
Matériel nécessaire :
Capteurs solaires avec tous les accessoires nécessaires dont circulateur (PO)
Echangeur à plaques côté solaire (El)
Circulateur du ballon tampon (PI)
Ballon tampon (ACCU 1) Echangeur à plaques boiler (E2) 2007/0053
Circulateur des échangeurs (P2)
2 vannes de zones à 3 voies boiler (VZl et VZ2)
Echangeur à plaques eau froide (E3)
2 vannes de zones à 3 voies échangeurs (VZ3 et VZ4)
En cas d'ensoleillement, le circulateur (PO) fonctionne et l'eau du capteur passe dans l'échangeur (El), le circulateur (PI) du ballon tampon fonctionne et par échange thermique, le ballon tampon se réchauffe (ACCU 1). Lorsque l'eau de l'accumulateur (ACCU 1) est à une t[deg.] supérieure à celle du boiler sanitaire , les 2 vannes 3 voies (VZ3 et VZ4) orientent la chaleur vers l'échangeur à plaques (El), le circulateur de l'échangeur (P2) fonctionne, les 2 vannes 3 voies (VZl et VZ2) sont actionnées et la pompe de charge du boiler (P5) fonctionne. Le boiler est ainsi monté à la t[deg.] de l'accumulateur.
Si la température de l'accumulateur est inférieure à la température du boiler, les vannes 3 voies (VZ3 et VZ4) sont actionnées et l'eau tiède de l'accumulateur est envoyée vers l'échangeur à plaque (E3).
L'eau froide qui rentre dans le boiler est ainsi réchauffée pendant la période horaire des besoins d'eau chaude sanitaire et en fonction également d'une programmation saisonnière. Si le système solaire ne donne pas assez de température et qu'il y a une demande de réchauffement du boiler provenant du thermostat de boiler ou de la régulation, les 2 vannes 3 voies (VZl et VZ2) reviennent à l'état initial, la pompe de charge du boiler (P5) fonctionne et c'est alors la chaudière qui réchauffe le boiler.
Description
SYSTEM FOR UTILIZING SOLAR ENERGY FOR HEATING A HOME.
Maximum use of solar energy for heating and domestic hot water production. Existing situation concerning the production of domestic hot water
Existing solar energy systems offer domestic hot water production as a cost-effective solution for saving energy and ecology.
The proportion of heating fuel consumption for the production of domestic hot water is about 10% for a single-family house, which means the equivalent of +/- 300 liters of fuel oil per year. The current solar systems announce an energy saving of about 50% of this consumption.
At an average price of 0.50 EUR / liter of fuel oil, the saving is 300 x 0.50 x 0.5
= 75,00 EUR / year. The investment of +/- 2500,00 EUR (excluding premiums) will only be paid off in more than 30 years!
In addition, the proposed systems are assemblies that replace the existing sanitary boiler by not taking into account that it may be only a few years and is still perfectly usable.
Existing situation regarding heating: At the level of heating, the use of solar energy is practically not effective except in new installations operating at low temperature.
Indeed, an installation with radiators requires a fairly high water temperature (45 to 65 [deg.] C) and existing solar systems provide, in the heating season, only water at low or very low temperature.
The reason comes from the large capacity accumulator (600, 800, 1000 or 1200 liters) which is slowly charged with the solar collectors. This large quantity of water is used to send it to the heating circuit, essentially in low temperature ground circuits.
The paradox of this situation is that the large amount of water requires a large area of solar collectors and when outside the summer period, the accumulator will take many hours to warm up. Out of spring and autumn, the sunshine is reduced so it will be almost impossible to obtain a usable water temperature for heating.
In Belgium, the systems proposed for heating have the particularity of being profitable only in summer, during which time there is no need for heating!
This is probably the reason why most of the proposed systems only concern the production of domestic hot water, with a mediocre profitability! Inventions of new designs:
Application n [deg.] 1:
The invention is characterized by the more efficient use of the energy provided by the sensors for conventional radiator heating of a standard single-family dwelling.
The gap in the proposed systems is the amount of accumulation water.
If we can heat 800 liters of water from 20 to 30 [deg.] C in 6 hours of sunshine, we know practically nothing to do with winter because heating requires a higher water temperature.
It is therefore necessary to heat a very small quantity of water but quickly at a higher temperature so that it can be injected into the heating.
If the water temperature in the sensor is 65 [deg.] C, the heating of 100 liters in the accumulator will be possible in a relatively short time and therefore it will be possible to obtain a temperature much higher than that can be obtained for a quantity of water of 800 liters.
The invention is characterized by the use of buffer accumulators (without coil) small amounts of water that will charge and discharge in cascade, but also by the use of plate heat exchangers for the exploitation of the heat exchange between the coolant and the water of the accumulator. The invention is characterized by the hydraulic diagram 1 shown on page 12:
The heating system must have a 4-way mixing valve controlled by a suitable climatic control: on / off burner + mixing valve + hot water priority.
The solar system is managed by a PLC which acts in parallel on certain elements (P4) and (P5) also managed by the heating controller.
Solar collectors heat accumulators of small amount of water in relation to the surface of the collectors (50 to 100 L per 2 m <2> of collectors) via the plate exchanger (El). Solar collectors with vacuum and direct passage tubes will be positioned vertically to give the best performance when the sun is very low in winter.
Charge of accumulators in cascade:
When there is sunshine, the temperature rises in the vacuum sensors and the automaton activates the pump (PO) and the pump (Pl.l). The water of the first accumulator (accul) will heat up by heat exchange in the plate heat exchanger (El).
Since the quantity of water of the accumulator 1 is small, the efficiency of the tubes under high vacuum even in winter, the heat exchange between the coolant and the water of the accumulator 1 very efficient 207 by the exchanger, the temperature of the battery 1 will be mounted very quickly to the temperature available at the output of the vacuum sensors.
When the first accumulator is at sensor temperature, the PLC stops the operation of the pump (P 1.1) and switches on the pump (P 1.2) of the second accumulator
(ACCU2).
Same operation of the third accumulator when the second is also at temperature. Discharge of accumulators in cascade:
The highest temperature accumulator (accul) supplies the heating plate heat exchanger (E2) equal to the power of the boiler when the zone valve (VZ) is in the rest position. middle and channel to open E2).
When the T [deg.] In the battery is higher than that of the boiler, the automat activates the pump (P2.1) and (P3) and the water of the battery passes into the heat exchanger (E2 which warms the heating circuit by the return of the boiler.
In this way, the temperature in the boiler will increase and the control will not start the burner, the boiler circuit being hot enough to satisfy the temperature requirements in the mixing valve circuit.
When the temperature in (accul) stabilizes with that of the boiler, the controller manages in the same way the 2 other accumulators via the pumps (P2.2) and (P2.3).
In this way, the hot water stored in the batteries will be used to keep the boiler at the highest possible temperature.
If the T [deg.] In the accumulators is not sufficient to be used in the heating circuit, the zone valve (VZ) switches and directs the flow of the battery to a cold water exchanger (E3) which can ensure reheating the cold water entering the boiler according to a weekly schedule and a seasonal schedule when hot water is withdrawn.
Preheating the cold water (6 [deg.] C) entering the sanitary tank to save a few degrees will ensure a lower energy expenditure for its warming to the sanitary use temperature (45 or 50 [deg. .]VS).
When the sunshine is high, the boiler will be mounted, via the water of the accumulators, to a fairly high T [deg.] (Eg 65 [deg.] C), the sanitary boiler will be automatically loaded independently of the regulation heating and schedules.
The invention is therefore characterized mainly by exploitation in one way or another of the solar energy obtained in one or more accumulators of small capacity. (100 to 200 L) It gives priority to heating - representing the most important energy needs then to the production of domestic hot water - second need - and finally to the heating of the cold water input into the boiler last recourse. In summer, hot water will be produced anyway since the heating will not be in demand.
The invention is also characterized by the fact of the use of the boiler already part of the heating system. The existing installation will only be modified by the installation of the 4-way mixing valve, the primary pump (P4) and the transformation of the return piping to the boiler, on which 2 outlets must be inserted to the heat exchanger ( E2) and a horizontal flip-flop check valve.
Application n [deg.] 2:
The present invention is characterized by the use of the application n [deg.] 1 for several neighboring users as shown in the hydraulic diagram 2 shown on page 12. The modification of the installation shown in diagram 1 provides the possibility to feed multiple users.
When temperatures are high in the accumulators, the zone valve (VZ1) directs the circulation to the zone valve (VZ2).
The zone valve (VZ3) is actuated at the same time as (VZ2) and feeds the heat exchanger (E2) of the main plant - for heating and / or hot water production - OR the heat exchanger (E3) of a different installation.
As a result, when conditions permit, a neighbor could receive very hot water that would allow him to heat his sanitary boiler or use this energy for other purposes.
Application n [deg.] 3:
Domestic hot water only:
The invention is characterized by the use of the boiler which is already part of the heating system, by the use of a small coil solar accumulator, a boiler plate heat exchanger (E2) and two valves zones (VZ1) and (VZ2) as shown in the hydraulic diagram 3 on page 13. The 3-way zone valves will be interposed on the boiler heating pipe, the existing charge pump (P5) will be used for heating the boiler is by the boiler or by the solar system. The control principle of the existing system is maintained: regulation, room thermostat, sanitary priority system, ... s 2007/0053
Necessary material :
Solar collectors with all necessary accessories including circulator (PO)
Serpentine accumulator (ACCU 1)
Plate heat exchanger (E2) Heat exchanger pump (P2)
2 3-way zone valves (VZl and VZ2)
In case of sunshine, the circulator (PO) operates and the water of the sensor warms the accumulator (ACCU 1).
When the accumulator water (ACCU 1) is at a t [deg.] Higher than that of the sanitary boiler, the
2 3-way valves (VZl and VZ2) are actuated, the exchanger circulator (P2) and the boiler charge pump (P5) operate.
The boiler is thus mounted at the t [deg.] Of the accumulator.
If the solar system does not give enough temperature and there is a boiler warming request from the boiler thermostat or the control, the 2 3-way valves (VZ1 and VZ2) return to the initial state, the Boiler charging pump (P5) is running and it is then the boiler that heats the boiler.
Application n [deg.] 4: (variant in application n [deg.] 3) Domestic hot water only:
The invention is characterized by the use of the boiler already part of the heating system, by the use of a solar storage buffer (without coil) of small quantity, a solar plate heat exchanger (El) d boiler plate heat exchanger (E2) and
2 zone valves (VZl) and (VZ2) as shown in the hydraulic diagram 4 on the page
13.
The 3-way zone valves will be interposed on the heating pipe of the boiler, the existing charge pump (P5) will be used to heat the boiler either by the boiler or by the solar system.
The control principle of the existing installation is maintained: regulation, room thermostat, sanitary priority system, ... Material required:
Solar collectors with all necessary accessories including circulator (PO)
Solar plate heat exchanger (El)
Buffer tank circulator (PI)
Buffer tank (ACCU 1)
Exchanger circulator (P2)
Boiler plate heat exchanger (E2) 2007/0053
2 3-way zone valves (VZl and VZ2)
In case of sunshine, the circulator (PO) operates, the water of the sensor passes into the exchanger (El) the circulation pump of the buffer tank (PI) works and by heat exchange, the buffer tank heats up (ACCU 1).
When the buffer tank water (ACCU 1) is at a higher t <deg. Than the sanitary boiler, the 2 3-way valves (VZl and VZ2) are activated, the exchanger circulator (P2) and the Boiler charge pump (P5) works. The boiler is thus mounted at the t [deg.] Of the accumulator.
If the solar system does not give enough temperature and there is a boiler warming request from the boiler thermostat or the control, the 2 3-way valves (VZ1 and VZ2) return to the initial state, the Boiler charging pump (P5) is running and it is then the boiler that heats the boiler.
Application n [deg.] 5:
Domestic hot water only + preheating of cold water inlet to the boiler
The invention is characterized by the use of the boiler already part of the heating system, by the use of a small-sized coil solar accumulator, a boiler plate heat exchanger (E2), a cold plate heat exchanger (E3), 4 zone valves (VZ1) (VZ2) (VZ3) (VZ4) as shown in the hydraulic diagram 5 on page 14.
The 2 3-way zone valves (VZl and VZ2) will be interposed on the boiler heating piping, the existing charge pump (P5) will be used to heat the boiler either by the boiler or by the solar system.
The two 3-way zone valves (VZ3 and VZ4) will direct the hot water from the accumulator to either the boiler heat exchanger (E2) or to the cold water inlet preheating exchanger at the boiler (E3).
The control principle of the existing installation is maintained: regulation, room thermostat, sanitary priority system, ...
Necessary material :
Solar collectors with all necessary accessories including circulator (PO)
Serpentine accumulator (ACCU 1)
Boiler plate heat exchanger (E2)
Exchanger circulator (P2) 2 boiler 3-way zone valves (VZl and VZ2)
Cold water plate heat exchanger (E3)
2 zone valves with 3-way exchangers (VZ3 and VZ4) 7 2007/0053
In case of sunshine, the circulator (PO) operates and the water of the sensor warms the accumulator (ACCU 1).
When the accumulator water (ACCU 1) is higher than the sanitary boiler, the 2 3-way valves (VZ3 and VZ4) direct the heat towards the plate heat exchanger (E2), the exchanger circulator (P2) is running, the 2 3-way valves (VZl and VZ2) are actuated and the boiler charge pump (P5) is running. The boiler is thus mounted at the t [deg.] Of the accumulator.
If the temperature of the accumulator is lower than the boiler temperature, the 3-way valves
(VZ3 and VZ4) are actuated and the warm water of the accumulator is sent to the plate heat exchanger (E3). The cold water entering the boiler is thus warmed during the hourly period of domestic hot water needs and also according to seasonal programming.
If the solar system does not give enough temperature and there is a boiler warming request from the boiler thermostat or the control, the 2 3-way valves (VZ1 and VZ2) return to the initial state, the Boiler charging pump (P5) is running and it is then the boiler that heats the boiler.
Application n [deg.] 6: (variant to the application n [deg.] 5)
Domestic hot water only + preheating of the cold water inlet to the boiler:
The invention is characterized by the use of the boiler already part of the heating system, by the use of a solar storage buffer (without coil) of small quantity, a solar plate heat exchanger (El), a boiler plate heat exchanger (E2), a cold water plate heat exchanger (E3), 4 zone valves (VZ1) (VZ2) (VZ3) (VZ4) as shown in the hydraulic diagram 6 taken from the page 14.
The 2 3-way zone valves (VZl and VZ2) will be interposed on the boiler heating piping, the existing charge pump (P5) will be used to heat the boiler either by the boiler or by the solar system.
The two 3-way zone valves (VZ3 and VZ4) will direct the hot water from the accumulator to either the boiler heat exchanger (E2) or to the cold water inlet preheating exchanger at the boiler (E3).
The control principle of the existing installation is maintained: regulation, room thermostat, sanitary priority system, ...
Necessary material :
Solar collectors with all necessary accessories including circulator (PO)
Side plate heat exchanger (El)
Buffer tank circulator (PI)
Buffer tank (ACCU 1) Boiler plate heat exchanger (E2) 2007/0053
Exchanger circulator (P2)
2 boiler 3-way zone valves (VZl and VZ2)
Cold water plate heat exchanger (E3)
2 zone valves with 3-way exchangers (VZ3 and VZ4)
In case of sunshine, the circulator (PO) operates and the water of the sensor passes in the exchanger (El), the circulator (PI) of the buffer tank works and by heat exchange, the buffer tank heats up (ACCU 1) . When the water of the accumulator (ACCU 1) is at a t [deg.] Higher than that of the sanitary boiler, the two 3-way valves (VZ3 and VZ4) direct the heat towards the plate heat exchanger (El), the exchanger circulator (P2) is running, the 2 3-way valves (VZl and VZ2) are actuated and the boiler charge pump (P5) is running. The boiler is thus mounted at the t [deg.] Of the accumulator.
If the temperature of the accumulator is lower than the boiler temperature, the 3-way valves (VZ3 and VZ4) are actuated and the warm water from the accumulator is sent to the plate heat exchanger (E3).
The cold water entering the boiler is thus warmed during the hourly period of domestic hot water needs and also according to seasonal programming. If the solar system does not give enough temperature and there is a boiler warming request from the boiler thermostat or the control, the 2 3-way valves (VZ1 and VZ2) return to the initial state, the Boiler charging pump (P5) is running and it is then the boiler that heats the boiler.