CH712729B1 - Dispositif de raccordement multi-fonctionnel d'un utilisateur d'énergie thermique à un réseau urbain d'échange thermique. - Google Patents

Dispositif de raccordement multi-fonctionnel d'un utilisateur d'énergie thermique à un réseau urbain d'échange thermique. Download PDF

Info

Publication number
CH712729B1
CH712729B1 CH00943/16A CH9432016A CH712729B1 CH 712729 B1 CH712729 B1 CH 712729B1 CH 00943/16 A CH00943/16 A CH 00943/16A CH 9432016 A CH9432016 A CH 9432016A CH 712729 B1 CH712729 B1 CH 712729B1
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
network
anergy
user
heat
connection device
Prior art date
Application number
CH00943/16A
Other languages
English (en)
Other versions
CH712729A1 (fr
Inventor
Geinoz François
Orlando David
Original Assignee
Geinoz Francois Ignace
Cueni Marcel
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Geinoz Francois Ignace, Cueni Marcel filed Critical Geinoz Francois Ignace
Priority to CH00943/16A priority Critical patent/CH712729B1/fr
Publication of CH712729A1 publication Critical patent/CH712729A1/fr
Publication of CH712729B1 publication Critical patent/CH712729B1/fr

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D10/00District heating systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D10/00District heating systems
    • F24D10/003Domestic delivery stations having a heat exchanger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B25/00Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B25/00Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • F25B25/005Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B29/00Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
    • F25B29/003Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously of the compression type system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00Heat pumps
    • F25B30/02Heat pumps of the compression type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00Heat sources or energy sources
    • F24D2200/12Heat pump
    • F24D2200/123Compression type heat pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04Details of condensers
    • F25B2339/047Water-cooled condensers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/17District heating

Abstract

Le dispositif de raccordement (10) multifonctionnel de l'invention est destiné à assurer la connexion d'un utilisateur (160) d'énergie thermique à un réseau urbain d'échange thermique, dit réseau anergie (110), en vue d'assurer son alimentation en énergie thermique avec de l'énergie thermique transportée par un fluide caloporteur à basse température. Le dispositif de raccordement (10) est constitué de trois blocs de base, soit une pompe à chaleur (11) non réversible comprenant un premier échangeur de chaleur (11A) à plaques et un second échangeur de chaleur (11B) à plaques, couplés entre eux par un compresseur (11C) et un détendeur (11D) ; un bloc de raccordement (12) agencé pour raccorder ladite pompe à chaleur (11) audit réseau anergie (110) et audit utilisateur (160) ; et un bloc de gestion (13) agencé pour adapter ledit dispositif de raccordement (10) multifonctionnel en fonction d'un mode présélectionné d'échanges thermiques entre le réseau anergie (110) et ledit utilisateur (160).

Description

Domaine technique
[0001] La présente invention concerne un dispositif de raccordement multifonctionnel d'un utilisateur d'énergie thermique à un réseau urbain d'échange thermique, dit réseau anergie, en vue d'assurer l'alimentation en énergie thermique dudit utilisateur, avec de l'énergie thermique transportée par un fluide caloporteur à basse température véhiculé dans ledit réseau urbain anergie.
Technique antérieure
[0002] Les réseaux de chauffage à distance, appelés couramment chauffages urbains, comportent habituellement au moins une paire de conduits, dont le premier, appelé „tube aller“ est connecté entre une source chaude et au moins un dispositif consommateur d'énergie thermique, par l'intermédiaire d'un point de soutirage, et dont le second, appelé „tube retour“ est connecté entre le point de soutirage et la source chaude pour ramener le fluide caloporteur refroidi dans le réseau. L'objectif de ces réseaux est d'alimenter le dispositif consommateur, qui est par exemple une maison, un local utilitaire ou similaire, en calories prélevées dans le fluide caloporteur. Dans ce cas de réalisation, les conduits sont distincts et disposés parallèlement l'un par rapport à l'autre.
[0003] Ces installations utilisent habituellement comme source chaude, soit un générateur d'eau chaude, soit un générateur de vapeur d'eau et le fluide caloporteur est, selon le cas, de l'eau chaude ou de la vapeur surchauffée, portée à une température élevée. La déperdition de chaleur dans les conduits qui véhiculent le fluide caloporteur, est en principe proportionnelle à la différence entre la température du fluide caloporteur et l'environnement des conduits qui le véhiculent, de sorte que, dans les installations connues, soit les isolations sont très performantes, et par conséquent très coûteuses, soit les pertes en énergie sont élevées et les installations perdent en efficacité. Dans les deux cas, le bilan énergétique est médiocre et les coûts des installations ainsi que les coûts d'exploitation sont très élevés.
[0004] Il en résulte que les réseaux de chauffage urbain actuels, sont basés sur le principe suivant: en phase 1, on chauffe un fluide caloporteur à température élevée pour qu'il puisse distribuer de l'énergie calorifique en suffisance pour donner satisfaction à l'ensemble des consommateurs du réseau alimenté par ledit fluide caloporteur; en phase 2, on met ledit fluide caloporteur chaud en circulation dans le conduit „aller“, de telle manière que les consommateurs puissent être approvisionnés à travers leur point de soutirage ; en vue d'éviter au mieux les pertes, les conduits doivent être isolés efficacement ; en phase 3, on remet ledit fluide caloporteur, en circulation dans le conduit „retour“, ce dernier étant en partie refroidi après avoir alimenté les consommateurs, pour le ramener vers la source de chaleur; comme pour la phase 2, les conduits doivent être isolés efficacement, en vue d'éviter au mieux les pertes de chaleur.
[0005] Les réseaux de distributions actuels sont extrêmement coûteux à l'installation en raison du coût d'achat et de mise en place des matériaux isolants, ainsi qu'à l'exploitation en raison des coûts de production de l'énergie et des pertes dans les conduits. Par ailleurs, des installations de distribution d'énergie thermique en réseau travaillant à basse température ont été développées, avec pour avantages des coûts d'installation plus réduits et des frais d'exploitation plus avantageux que ceux des réseaux à haute température. Ces deux types de réseaux fonctionnent sur des principes fondamentalement différents, de sorte que la mise en place d'un réseau à basse température ne peut pas coexister, dans l'état actuel, avec un réseau à haute température. Il en résulte que la mise en place d'un réseau de distribution d'énergie thermique à basse température sous-entend la suppression du réseau existant à haute température. Or une telle opération est compliquée en raison des coûts et en raison des contraintes techniques et administratives, obligeant par exemple les gestionnaires du réseau à haute température existant à abroger des contrats d'exploitation, contraignant les promoteurs d'un réseau à basse température à obtenir les autorisations légales nécessaires et nécessitant des investissements préliminaires susceptibles de décourager les volontés d'implantation de ces réseaux. Il en découle que les deux systèmes sont et restent concurrents et ne sont, a priori, pas adaptés pour coopérer, ce qui constitue un obstacle majeur au développement des réseaux à basse température, dans les zones où un réseau à haute température est déjà implanté, malgré ses avantages économiques.
Exposé de l'invention
[0006] La présente invention se propose de pallier les inconvénients des installations de distribution d'énergie thermiques antérieures du fait que le dispositif multifonctionnel est adaptable à tous les réseaux existants, est polyvalent et présente d'importants avantages économiques aussi bien en ce qui concerne l'installation que l'exploitation et la maintenance.
[0007] Ce but est atteint par le dispositif de raccordement multifonctionnel, tel que défini en préambule et caractérisé en ce qu'il est composé : d'une pompe à chaleur non réversible comprenant au moins un compresseur et un détendeur, d'un bloc de raccordement agencé pour raccorder sélectivement d'une part, ladite pompe à chaleur audit réseau anergie et d'autre part, ladite pompe à chaleur audit utilisateur, et d'un bloc de gestion agencé pour adapter ledit dispositif en fonction d'un mode prédéterminé d'échanges thermiques entre le réseau anergie et ledit utilisateur,et en ce que ledit bloc de raccordement comporte deux vannes à quatre voies commandées par ledit bloc de gestion et respectivement montées d'une part entre ledit réseau anergie et ladite pompe à chaleur et d'autre part entre ledit utilisateur et ladite pompe à chaleur.
[0008] Selon un mode de réalisation préféré, lesdites vannes à quatre voies sont à ouverture séquentielle.
[0009] Ladite pompe à chaleur comprend de préférence un premier échangeur de chaleur et un second échangeur de chaleur.
[0010] Ledit premier échangeur de chaleur et ledit second échangeur de chaleur sont avantageusement couplés entre eux par l'intermédiaire dudit compresseur et dudit détendeur
[0011] Ledit premier échangeur de chaleur et ledit second échangeur de chaleur sont des échangeurs à plaques, comportant chacun deux circuits internes qui sont hydrauliquement indépendants l'un par rapport à l'autre.
[0012] Le dispositif de raccordement comporte avantageusement plusieurs capteurs de température agencés pour mesurer les températures du fluide caloporteur et pour les communiquer au bloc de gestion, ledit bloc de gestion étant agencé pour commander lesdites vannes à quatre voies pour faire circuler ledit fluide caloporteur en adaptant les mélanges de fluide caloporteur à différentes températures pour maintenir des valeurs de consignes dans ledit réseau anergie et ledit utilisateur.
[0013] Le bloc de gestion est de préférence agencée pour commander le compresseur et le détendeur en fonction de l'ouverture des voies de chacune des vannes à quatre voies.
[0014] Pour certains modes de fonctionnement du dispositif, lesdits fluides caloporteurs peuvent être remplacés par des fluides frigorigènes dans au moins une partie dudit réseau urbain d'échange thermique.
Description sommaire des dessins
[0015] La présente invention et ses principaux avantages apparaîtront mieux dans la description d'un mode de réalisation préféré, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de raccordement multifonctionnel selon l'invention, qui permet le prélèvement d'énergie thermique sur un réseau anergie en vue de la distribuer dans un réseau d'utilisateur, la figure 2 est une vue schématique du dispositif de l'invention, lorsqu'il est utilisé pour prélever de l'énergie calorifique froide dans un circuit anergie pour alimenter en énergie de réfrigération active un réseau d'utilisateur, la figure 3 est une vue schématique du dispositif selon l'invention lorsqu'il est utilisé pour assurer un rafraîchissement modéré d'un réseau d'utilisateur, et la figure 4 est une vue schématique du dispositif de l'invention utilisé comme modulateur de puissance thermique.
Meilleure(s) manière(s) de réaliser l'invention
[0016] En référence à la figure 1, le dispositif de raccordement 10 multifonctionnel est destiné à assurer la connexion d'un utilisateur 160 d'énergie thermique à un réseau urbain d'échange thermique en vue d'assurer son alimentation en énergie thermique, avec de l'énergie thermique transportée par un fluide caloporteur à basse température véhiculé dans ledit réseau urbain basse température, appelé réseau anergie 110. A cet effet, le dispositif de raccordement 10 est constitué de trois blocs de base, à savoir : une pompe à chaleur 11 non réversible comprenant un premier échangeur de chaleur 11A à plaques et un second échangeur de chaleur 11B à plaques, ces deux échangeurs de chaleur étant couplés entre eux par un compresseur 11C et un détendeur 11D; un bloc de raccordement 12 agencé pour raccorder sélectivement d'une part, ladite pompe à chaleur 11 audit réseau anergie 110 et d'autre part, ladite pompe à chaleur 11 audit utilisateur 160; et un bloc de gestion 13 agencé pour adapter ledit dispositif de raccordement 10 multifonctionnel en fonction d'un mode présélectionné d'échanges thermiques entre le réseau anergie 110 et ledit utilisateur 160.
[0017] Afin de faciliter la maintenance des différents composants du dispositif de raccordement 10 multifonctionnel, la pompe à chaleur 11 est connectée au bloc de raccordement 12 au moyen de quatre vannes de raccordement R1, R2, R3 et R4 à une seule voie qui sont respectivement montées sur les conduits connectés à une entrée 11A1 du premier échangeur de chaleur 11A de la pompe à chaleur 11, à une sortie 11A2 de ce premier échangeur de chaleur, à une sortie 11B1 du second échangeur de chaleur 11B de la pompe à chaleur et à une entrée 11B2 de ce second échangeur de chaleur. Il s'agit de vannes tout ou rien qui sont individuellement soit ouvertes soit fermées. Lorsque le dispositif de raccordement 10 est en fonctionnement, elles sont ouvertes. Elles ne sont fermées que lorsqu'une intervention sur la pompe à chaleur 11 et/ou sur le bloc de raccordement 12 est nécessaire.
[0018] Le bloc de raccordement 12 comporte essentiellement deux vannes commandées, à ouverture séquentielle, qui sont des vannes à quatre voies VA, VB, pour pouvoir libérer les passages de manière sélective entre les conduits du réseau anergie 110 et l'utilisateur 160, en passant, dans la plupart des cas, dans la pompe à chaleur 11, et pour pouvoir ouvrir plus ou moins ces passages pour gérer les températures dans lesdits conduits, notamment chez l'utilisateur 160 et dans le réseau anergie 110. La première vanne à quatre voies VA comporte quatre embouchures, appelées respectivement VA1, VA2, VA3 et VA4 et la seconde vanne à quatre voies VB comporte également quatre embouchures, appelées respectivement VB1, VB2, VB3 et VB4. Les embouchures susmentionnées peuvent être connectées deux à deux pour définir sélectivement les quatre voies de chacune des deux vannes à quatre voies VA et VB. La connexion peut être plus ou moins ouverte de sorte que le passage des voies peut être partiel ou total, l'ouverture étant réglable entre 0 et 100%, pour chacune des voies.
[0019] Le mode de fonctionnement illustré par la figure 1 est le mode chauffage, c'est-à-dire le mode qui permet à un utilisateur 160 de prélever de l'énergie calorifique dans le circuit anergie 110. L'apport de l'énergie calorifique se fait par la sortie du réseau anergie 110 qui est connectée à une entrée 110a dans le dispositif de raccordement 10, par l'intermédiaire d'une vanne d'arrêt S1 et d'un compteur thermique Ca. La connexion s'effectue avec un conduit qui amène du fluide caloporteur à l'embouchure VB1 de la seconde vanne à quatre voies VB, ledit fluide caloporteur ressortant de ladite seconde vanne à quatre voies VB par l'embouchure VB4, pour être amené à l'entrée 11A1 du premier circuit échangeur de chaleur 11A à plaques de la pompe à chaleur 11. Il est à basse pression et froid dans cette zone. Un premier échange d'énergie calorifique s'effectue à l'intérieur du premier échangeur de chaleur 11A à plaques avec le circuit sortant du premier échangeur de chaleur 11A à plaques, sachant que le circuit entrant et le circuit sortant sont hydrauliquement indépendants, du fait qu'ils sont séparés par les plaques internes de cet échangeur de chaleur 11A. Le fluide caloporteur sortant du premier échangeur de chaleur 11A à plaques est comprimé par le compresseur 11C et, par conséquent, fortement chauffé. Il est introduit dans le circuit entrant du second échangeur de chaleur 11B à plaques de la pompe à chaleur 11 et est chaud et à haute pression. Du fluide caloporteur chaud ressort de la pompe à chaleur 11 et plus particulièrement du second échangeur de chaleur 11B à plaques, par la sortie 11B1, traverse la vanne d'arrêt R3 puis pénètre dans la première vanne à quatre voies VA par l'embouchure VA2, ressort de la première vanne à quatre voies VA par l'embouchure VA3 et pénètre dans le circuit utilisateur 160 par l'intermédiaire d'une pompe à bas régime couramment appelé circulateur, désigné par la référence Pa, et par une vanne d'arrêt S2.
[0020] Après avoir alimenté le consommateur 160, le fluide caloporteur correspondant traverse une vanne d'arrêt S3 puis un compteur thermique Cb, afin de permettre la mesure de la consommation effective de l'utilisateur, cette consommation étant proportionnelle à la différence des mesures à l'entrée par le compteur Ca et à la sortie par le compteur Cb, et entre dans la seconde vanne à quatre voies VB par l'embouchure VB3. Le fluide caloporteur ressort de cette vanne par l'embouchure VB2, passe par la vanne de raccordement R4 et pénètre dans le second échangeur de chaleur 11B par son entrée 11B2. Comme précédemment l'échange thermique s'effectue par échange entre les deux circuits internes du second échangeur de chaleur à plaques. Le fluide est détendu dans le détendeur 11D et cède de l'énergie thermique, de sorte qu'il pénètre froid et à basse pression dans le premier échangeur de chaleur 11A à plaques. Le fluide caloporteur du circuit interne correspondant du premier échangeur de chaleur 11A à plaques ressort de cet échangeur par la sortie 11A2, traverse la vanne de raccordement R1, ce fluide étant en fait le fluide calorifique du réseau anergie 110, entre dans la première vanne à quatre voies VA par l'embouchure VA4, ressort de cette vanne par l'embouchure VA1 et quitte le dispositif de raccordement 10 à travers un second circulateur Pb et une vanne d'arrêt S4.
[0021] Le bloc de gestion 13 est conçu pour réguler instantanément le prélèvement d'énergie thermique sur le réseau anergie de telle manière que la température du fluide caloporteur rejeté par l'utilisateur soit suffisamment élevée pour éviter le gel. Dans la pratique, il veillera à ce que la température du fluide caloporteur qui est habituellement de l'eau pure non mélangée à du glycol, reste toujours au moins supérieure à 2°C. Un certain nombre de capteurs de température T1, T2, T3, T4, sont connectés en divers points du circuit interne et au bloc de gestion 13, pour collecter les informations des capteurs et gérer le mode de fonctionnement du dispositif de raccordement 10.
[0022] Le dispositif de l'invention permet de faire fonctionner le réseau anergie de diverses manières, avec le même assemblage de composants. En particulier, la figure 2 illustre un mode de fonctionnement du dispositif de raccordement 10 en mode froid actif, c'est-à-dire que le fluide caloporteur qui a, dans ce cas, les caractéristiques d'un fluide frigorigène est initialement refroidi activement par la pompe à chaleur 11 avant d'être envoyé dans le circuit utilisateur 160.
[0023] Dans ce cas, l'apport de l'énergie calorifique se fait comme précédemment par la sortie du réseau anergie 110 qui est connectée à l'entrée 110a dans le dispositif de raccordement 10, par l'intermédiaire de la vanne d'arrêt S1 et du compteur thermique Ca. La connexion s'effectue avec un conduit qui amène le fluide caloporteur à l'embouchure VB1 de la seconde vanne à quatre voies VB, ledit fluide caloporteur ressortant de ladite seconde vanne à quatre voies VB par l'embouchure VB2, pour être amené à travers la vanne de raccordement R4 à l'entrée 11B2 du second échangeur de chaleur 11B à plaques de la pompe à chaleur 11. Ce fluide caloporteur est à la température du réseau anergie dans cette zone, soit par exemple à 10°C à l'état liquide. Le compresseur 11C est enclenché et fait monter la température du liquide. Le cycle compression détente dans la pompe à chaleur 11 refroidit le liquide caloporteur à la sortie 11A2 du premier échangeur de chaleur 11A, ce liquide refroidi traversant la vanne de raccordement R1, puis la première vanne à quatre voies VA en entrant par l'embouchure VA4, en sortant de la première vanne à quatre voies VA par l'embouchure VA3 pour traverser le premier circulateur Pa et la vanne d'arrêt S2 en vue de pénétrer dans le circuit utilisateur 160. Le fluide caloporteur qui est passé par le détendeur 11D et s'est refroidi, transporte des frigories chez l'utilisateur.
[0024] Le circuit de retour passe de l'utilisateur 160 par la vanne d'arrêt S2, traverse le compteur thermique Cb, entre dans la seconde vanne à quatre voies VB par l'embouchure VB3 et ressort de cette seconde vanne à quatre voies par l'embouchure VB4, transite par la vanne de raccordement R2 et entre finalement dans le premier échangeur de chaleur 11A à plaques par l'entrée 11A1. Le fluide caloporteur est comprimé par le compresseur 11C et se réchauffe avant de pénétrer dans le second échangeur de chaleur 11B à plaques, sous forme de gaz chauds à haute pression, traverse la vanne de raccordement R3, entre dans la première vanne à quatre voies VA par l'embouchure VA2 et ressort de cette première vanne à quatre voies VA par l'embouchure VA1, à travers le second circulateur Pb et la vanne d'arrêt S4.
[0025] Ce montage permet, en l'absence de pompe à chaleur réversible d'inverser le sens de l'apport d'énergie calorifique, par rapport à celui du mode de fonctionnement illustré par la figure 1, en apportant de l'énergie thermique froide à l'utilisateur 160 et en envoyant de l'énergie thermique chaude dans le réseau anergie 110.
[0026] Selon le mode de fonctionnement illustré par la figure 3, le dispositif de raccordement 10 fonctionne en mode rafraîchissement passif, ce qui signifie que de l'énergie thermique froide est captée sur le réseau anergie 110 en vue de le distribuer à un utilisateur 160, sans que la pompe à chaleur 11 ne contribue activement à générer du froid, de sorte que le rafraîchissement est réalisé quasiment sans consommation d'énergie, si ce n'est celle qui est consommée par les circulateurs qui font circuler les fluides caloporteurs dans le réseau anergie et le réseau de l'utilisateur. L'entrée de fluide caloporteur s'effectue à travers la vanne d'arrêt S1 et le compteur thermique Ca, à travers la seconde vanne à quatre voies VB, entre l'embouchure VB1 et l'embouchure VB2. De là, le fluide froid de rafraîchissement envoyé à travers la vanne de raccordement R4 est amené à l'entrée 11B2 du second échangeur de chaleur 11B à plaques, puis la sortie 11B1 de ce second échangeur de chaleur 11B qui transmet le fluide caloporteur correspondant directement au détendeur 11D et vers le premier échangeur de chaleur 11A à plaques. A la sortie dudit premier échangeur de chaleur 11A, le retour vers le réseau anergie transite par la vanne de raccordement R1, l'embouchure VA4, puis l'embouchure VA1 de la première vanne à quatre voies VA, pour retourner à travers le second circulateur Pb et la vanne d'arrêt S4 dans le réseau anergie 110.
[0027] L'entrée du fluide caloporteur provenant de l'utilisateur est connectée à la pompe à chaleur directement sans que cette dernière soit opérationnelle. Ce branchement permet de baisser quelque peu la température du fluide caloporteur chez l'utilisateur, sans faire fonctionner le compresseur. Les calories prélevées se retrouvent dans le réseau anergie. Ce mode de fonctionnement peut être avantageux dans certaines régions et pendant certaines périodes de l'année pendant les saisons intermédiaires, lorsque la chaleur n'est pas assez intense pour justifier une climatisation active.
[0028] La figure 4 illustre un mode de fonctionnement en régulation des températures des réseaux anergie et domestiques, chacun étant maintenu à sa température optimale, pour éviter notamment le gel dans le réseau anergie 110 et pour régler le réseau de l'utilisateur 160 à la température demandée par le consommateur. A cet effet, les vannes à quatre voies VA et VB sont conçues pour être commandées de façon séquentielle, chacune pouvant être ouverte de 1 à 99%, par exemple. Les vannes à quatre voies VA et VB peuvent ainsi fonctionner comme des vannes mélangeuses capables de mélanger à volonté de l'eau chaude et de l'eau froide en toute circonstance pour éviter le gel dans le réseau anergie. Le fluide caloporteur entrant du réseau anergie 110 pénètre dans la seconde vanne à quatre voies VB et se divise de façon commandée par le bloc de gestion 13 entre les embouchures VB2 et VB4 qui sont respectivement envoyés vers le second échangeur de chaleur 11B à plaques et le premier échangeur de chaleur 11A à plaques. Le fluide issu de la sortie 11B1 du second échangeur de chaleur 11B à plaques, ainsi que le fluide issu de la sortie 11A2 du premier échangeur de chaleur 11A à plaques sont mélangés dans la première vanne à quatre voies VA et le mélange est envoyé à travers l'embouchure VA4 vers l'entrée du circuit utilisateur 160. Le dispositif de raccordement 10 fonctionne en modulation de puissance.
[0029] Des variantes pourraient être imaginées par l'homme de l'art, en ce qui concerne la réalisation et la disposition des conduits qui constituent le réseau, mais elles restent incluses dans les caractéristiques définies par les revendications. Le système décrit est a priori utilisé pour distribuer des calories en vue d'apporter de l'énergie thermique chaude aux consommateurs. Toutefois, en modifiant les paramètres, il serait envisageable de distribuer des calories négatives et de gérer un réseau de réfrigération.

Claims (6)

1. Dispositif de raccordement (10) multifonctionnel d'un utilisateur (160) d'énergie thermique à un réseau urbain d'échange thermique, dit réseau anergie (110), en vue d'assurer l'alimentation en énergie thermique dudit utilisateur (160), avec de l'énergie thermique transportée par un fluide caloporteur à basse température véhiculé dans ledit réseau urbain anergie (110), caractérisé en ce que ce dispositif de raccordement est composé : – d'une pompe à chaleur (11) non réversible comprenant au moins un compresseur (11C) et un détendeur (11D), – d'un bloc de raccordement (12) agencé pour raccorder sélectivement d'une part, ladite pompe à chaleur (11) audit réseau anergie (110) et d'autre part, ladite pompe à chaleur (11) audit utilisateur (160), – d'un bloc de gestion (13) agencé pour adapter ledit dispositif de raccordement (10) en fonction d'un mode prédéterminé d'échanges thermiques entre le réseau anergie (110) et ledit utilisateur (160) ; et en ce que ledit bloc de raccordement (12) comporte deux vannes à quatre voies (VA, VB) commandées par ledit bloc de gestion (13) et respectivement montées d'une part entre ledit réseau anergie (110) et ladite pompe à chaleur (11) et d'autre part entre ledit utilisateur (160) et ladite pompe à chaleur (11).
2. Dispositif de raccordement multifonctionnel selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites vannes à quatre voies (VA, VB) sont à ouverture séquentielle.
3. Dispositif de raccordement multifonctionnel selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe à chaleur (11) comprend un premier échangeur de chaleur (11A) et un second échangeur de chaleur (11B).
4. Dispositif de raccordement multifonctionnel selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit premier échangeur de chaleur (11A) et ledit second échangeur de chaleur (11B) sont des échangeurs à plaques, comportant chacun deux circuits internes qui sont hydrauliquement indépendants l'un par rapport à l'autre.
5. Dispositif de raccordement multifonctionnel selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs capteurs de température (T1, T2, T3, T4 agencés pour mesurer les températures du fluide caloporteur et pour les communiquer au bloc de gestion (13), ledit bloc de gestion (13) étant agencé pour commander lesdites vannes à quatre voles (VA, VB) pour faire circuler ledit fluide caloporteur en adaptant les mélanges de fluide caloporteur à différentes températures pour maintenir des valeurs de consignes dans ledit réseau anergie (110) et ledit utilisateur (160).
6. Dispositif de raccordement multifonctionnel selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bloc de gestion (13) est agencé pour commander le compresseur (11C) et le détendeur (11D) en fonction de l'ouverture des voles de chacune des vannes à quatre voles (VA, VB).
CH00943/16A 2016-07-21 2016-07-21 Dispositif de raccordement multi-fonctionnel d'un utilisateur d'énergie thermique à un réseau urbain d'échange thermique. CH712729B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH00943/16A CH712729B1 (fr) 2016-07-21 2016-07-21 Dispositif de raccordement multi-fonctionnel d'un utilisateur d'énergie thermique à un réseau urbain d'échange thermique.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH00943/16A CH712729B1 (fr) 2016-07-21 2016-07-21 Dispositif de raccordement multi-fonctionnel d'un utilisateur d'énergie thermique à un réseau urbain d'échange thermique.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CH712729A1 CH712729A1 (fr) 2018-01-31
CH712729B1 true CH712729B1 (fr) 2023-02-28

Family

ID=57758368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH00943/16A CH712729B1 (fr) 2016-07-21 2016-07-21 Dispositif de raccordement multi-fonctionnel d'un utilisateur d'énergie thermique à un réseau urbain d'échange thermique.

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH712729B1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3969819B1 (fr) * 2019-05-13 2023-06-07 Apterix SA Systeme d'interconnexion hydraulique pour reseau thermique

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102741617B (zh) * 2009-03-10 2015-08-05 丹福斯有限公司 加热系统
DE102012208174B4 (de) * 2012-05-16 2016-09-01 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpe und verfahren zum pumpen von wärme im freikühlungsmodus
KR101549657B1 (ko) * 2013-11-08 2015-09-03 한국에너지기술연구원 지역난방 네트워크 간의 열교환 제어 시스템 및 그 방법
JP6060463B2 (ja) * 2014-10-23 2017-01-18 クラフトワーク株式会社 ヒートポンプシステム

Also Published As

Publication number Publication date
CH712729A1 (fr) 2018-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3072649B1 (fr) Systeme de protection contre le givre pour nacelle de moteur d'aeronef
EP1558886B1 (fr) Système de gestion de l'énergie thermique développée par un moteur thermique de véhicule automobile
FR2979418A1 (fr) Installation domestique de regulation thermique et de ventilation
FR3054856A1 (fr) Turbomachine comportant un systeme de gestion thermique
EP1132229A1 (fr) Dispositif de climatisation de véhicule comportant un échangeur de chaleur polyvalent
EP3781882B1 (fr) Dispositif de conditionnement thermique pour véhicule automobile
WO2020126619A1 (fr) Dispositif de gestion thermique d'un circuit de fluide caloporteur d'un véhicule hybride
FR2947896A1 (fr) Installation de chauffage et/ou de fourniture d'eau chaude sanitaire
EP1499795A2 (fr) Systeme de gestion de l'energie thermique d'un moteur thermique comprenant deux reseaux
CH712729B1 (fr) Dispositif de raccordement multi-fonctionnel d'un utilisateur d'énergie thermique à un réseau urbain d'échange thermique.
EP0886724A1 (fr) Procede et installation de recuperation de chaleur dans de l'air de suralimentation d'un moteur
CH712646B1 (fr) Dispositif de distribution d'énergie thermique en réseau pour alimenter un site urbain et/ou industriel.
EP2863130B1 (fr) Procédé de régulation d'une installation thermique pour un bâtiment
WO2009122041A2 (fr) Dispositif et systemes de recuperation et de stockage de la chaleur
EP3274637A2 (fr) Chaudière, échangeur thermique pour ladite chaudière et porte pour ladite chaudière
CH712665B1 (fr) Dispositif de distribution d'énergie thermique pour site urbain ou industriel.
FR2986860A1 (fr) Installation thermique et procede assurant un conditionnement thermique d'un local et une production d'eau chaude sanitaire
FR3085201A1 (fr) Système de climatisation et unité de distribution d'énergie
FR3012873A1 (fr) Methode et dispositif de transfert d'energie thermique en milieu urbain
WO1982004474A1 (fr) Procede et dispositif de production d'eau chaude a usage domestique a partir de l'energie perdue au cours du refroidissement des moteurs de vehicules
EP3660415A1 (fr) Appareil de régulation thermique d'un bâtiment, installation et procédé de régulation associés
FR2974165A1 (fr) Installation thermique pour centre commercial.
FR2947895A3 (fr) Installation de chauffage et/ou de fourniture d'eau chaude sanitaire
EP2061959B1 (fr) Systeme de refroidissement d'un groupe motopropulseur de vehicule automobile, et procede de commande d'un tel systeme
FR2927152A1 (fr) Dispositif de transfert de chaleur comprenant une enceinte pre-equipee.

Legal Events

Date Code Title Description
PK Correction

Free format text: SEQUESTRE PAR 9023 ST. GALL