EP4124803A1 - Procede de regulation d'un système de stockage et de chauffage thermodynamique - Google Patents

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EP4124803A1
EP4124803A1 EP22181305.8A EP22181305A EP4124803A1 EP 4124803 A1 EP4124803 A1 EP 4124803A1 EP 22181305 A EP22181305 A EP 22181305A EP 4124803 A1 EP4124803 A1 EP 4124803A1
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EP
European Patent Office
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heating
sanitary water
storage tank
water
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
EP22181305.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Erwan FONTBONNE
Luc Saisset
Emmanuel ANTOINE
Maud SERRE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Societe Industrielle de Chauffage SIC SAS
Original Assignee
Societe Industrielle de Chauffage SIC SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Societe Industrielle de Chauffage SIC SAS filed Critical Societe Industrielle de Chauffage SIC SAS
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    • F24D2220/04—Sensors
    • F24D2220/044—Flow sensors

Definitions

  • the present invention relates to a sanitary water storage and heating system for a sanitary water distribution installation.
  • the invention relates to a storage and heating system comprising a thermodynamic heating device for heating sanitary water present in the storage tank.
  • This storage and heating system is, for example, a combined device for heating sanitary water and heating water for a room, commonly called a “dual-service heat pump”.
  • thermodynamic heating device is a device whose operation is based on a thermodynamic loop, in which a compressor is connected to a condenser itself connected to an expansion valve, itself connected to an evaporator, which is connected to the compressor, which close the loop.
  • a working fluid circulates which is set in motion and compressed in the compressor, then undergoes condensation in the condenser before being expanded in the expansion valve and finally undergoes evaporation in the evaporator.
  • the evaporator and the condenser are heat exchangers, in each of which the working fluid partially exchanges its thermal energy with another fluid.
  • the evaporator allows heat exchange between the working fluid and a cold source. This cold source is for example outside air in a so-called “air/water” heat pump. Outside air means air outside the building in which the heating appliance is installed or air from an unheated technical room inside this building.
  • the water is heated by means of the condenser by the condensation of the working fluid which gives it its thermal energy.
  • the sanitary water can be heated directly by the condenser or indirectly via a fluid circuit between the condenser and a heat exchanger heating the sanitary water.
  • the fluid circuit can be a circuit of heating water heated by the condenser and then heating the sanitary water of the storage system and heating.
  • This heat exchanger of the storage and heating system is for example arranged outside or inside a water storage tank intended to supply hot water to a room.
  • a temperature sensor is generally placed in the tank and makes it possible to determine the level of hot sanitary water.
  • the temperature sensor is generally arranged in a middle position so as to be close to the interface between the volume of hot sanitary water and the volume of cold sanitary water.
  • the exact position of the temperature sensor depends on the exact configuration of the storage and heating system.
  • thermodynamic loop of the thermodynamic heating device is all the more important as the temperature of the volume of water present in the tank is low.
  • the colder the water inside the tank the better the efficiency of the heating device.
  • thermodynamic heating device causes a mixing of sanitary water over the entire height of the heat exchanger. If this volume of sanitary water is partially hot when the thermodynamic heating device starts up, this mixing will cause a rise in the temperature of the sanitary water in contact with the heat exchanger. The performance of the thermodynamic loop will therefore deteriorate. This degradation in performance leads to an increase in energy consumption and therefore in cost for users.
  • thermodynamic heating device It is thus difficult to guarantee the needs of the users, in particular by anticipation, while benefiting from satisfactory performance of the thermodynamic heating device.
  • the ideal way to guarantee user comfort would be to maintain the entire capacity of the tank at the set temperature in order to have a maximum reserve of hot sanitary water. Nevertheless, this solution leads to high energy consumption and would require the thermodynamic loop to operate under conditions in which it performs poorly.
  • the member for determining information relating to the volume of sanitary water entering the storage tank makes it possible to know precisely the volume of sanitary water drawn in and therefore the volume of hot sanitary water remaining in the storage tank.
  • the heating of the sanitary water, therefore the starting of the thermodynamic heating device, can thus be triggered only when the needs of the users so require.
  • the information determined by the determination member can be either relative to the volume of sanitary water entering or leaving the storage tank because these two volumes of sanitary water are identical.
  • the temperature measuring device no longer has the function of detecting the level of hot sanitary water, as in the state of the art, but to indicate the temperature of the remaining volume of domestic hot water.
  • This modification of the function of the temperature measuring device releases the constraints associated with its position in the storage tank. It is thus possible to move this temperature measuring member to improve the temperature measurement.
  • the more the temperature measuring device is arranged in the upper part of the storage tank the more the temperature measuring device is able to indicate precisely the temperature of the volume of hot sanitary water remaining. This is obtained because the temperature measuring device is closer to the draw-off point and further away from the hot water/cold water gradient which can falsify the temperature measurement.
  • the association of the information relating to the volume of sanitary water entering or leaving the storage tank with the temperature of the sanitary water makes it possible to know exactly the quantity of energy remaining in the storage tank. Indeed, it is possible to know if a remaining volume of sanitary water is at 40°C or at 55°C. For example, it is more advantageous to have a remaining domestic water volume of 100L at 55°C than 100L at 40°C.
  • the latter further comprises the determination of an air temperature outside the sanitary water storage and heating system, the heating of the sanitary water being controlled by the controller also in function of said outside air temperature.
  • the rapid domestic water heating mode can be triggered when the need for heating is reduced.
  • the storage and heating system can be any type of system comprising a thermodynamic heating device and a sanitary water storage tank.
  • the storage and heating system can be a thermodynamic water heater or else a combined device for heating sanitary water and heating water for a room, commonly called a "heat pump”. dual duty”.
  • the storage tank comprises a sanitary water inlet and an outlet intended to be connected to a sanitary water circuit.
  • thermodynamic heating device is a heating device comprising a refrigeration circuit, i.e. a heat pump.
  • the thermodynamic heating device comprises a compressor, a condenser, an expander and an evaporator connected in series in a closed loop in which a working fluid circulates.
  • Condensers and evaporators are heat exchangers.
  • the working fluid receives its thermal energy with a cold source, for example the outside air.
  • the working fluid provides its thermal energy with a hot source, here the sanitary water present in the tank or intended to enter it.
  • the condenser can heat the sanitary water directly present in the storage tank or heat the sanitary water upstream of the storage tank to then heat the sanitary water.
  • the heating of the domestic water in the storage tank can be carried out directly by the working fluid circulating in the heat pump or indirectly by using an intermediate fluid, eg heating water from a heating circuit. heating water. The latter case is illustrated in the installation example of the figure 1 in which the heating water is used to heat the sanitary water present in the tank.
  • the condenser can be placed inside or outside the storage tank.
  • the condenser can have different geometries, in particular a plate heat exchanger or a helicoidal heat exchanger.
  • FIG. 1 An example of a sanitary water distribution installation comprising such a storage and heating system 11 is illustrated in figure 1 .
  • the storage and heating system 11 is here a combined device 10 for heating sanitary water and heating water for a room, commonly called a “dual service heat pump”. This type of device is called a “pump”. heat dual service” because the heating of the domestic water as well as the heating water is carried out via a single heat pump comprising a module intended to be placed outside the room. This heat pump corresponds to a thermodynamic heating device 13.
  • the combined device 10 comprises a heating water circuit 18 connected to heating elements 20 of a room L, such as radiators.
  • the combined device 10 also comprises a first heat exchanger 22 capable of exchanging heat between a heat transfer fluid circuit 24 and the heating water circuit 18.
  • the heat transfer fluid circuit 24 exchanges heat between a external environment E to the room L and the heating water circuit 18 present inside the room L.
  • an outdoor unit 25 is placed at the level of the external environment E and configured to exchange heat with the circuit heat transfer fluid 24.
  • the outdoor unit 25, the heat transfer fluid circuit 24 and the first heat exchanger 22 form a heat pump capable of regulating the temperature of the heating water present in the heating water circuit 18 This heat pump forms the thermodynamic heater 13.
  • the combined device 10 also comprises a domestic water storage tank 14 and a domestic water circuit 12 in fluid communication with the storage tank 14.
  • the circuit sanitary water 12 is connected to sanitary water distribution devices 16, such as taps.
  • the storage tank 14 used in the combined device 10 forms an internal volume of 190 L, ie 190 dm3.
  • the combined device 10 further comprises a domestic water heating circuit 26 connected to the heating water circuit 18 in the form of a bypass. Thus, it is the heating water from the heating water circuit 18 which circulates in the domestic water heating circuit 26.
  • This domestic water heating circuit 26 comprises a second heat exchanger 28 arranged inside the storage tank 14 to exchange heat with the sanitary water present in the storage tank 14.
  • This second heat exchanger 28 is a coil exchanger extending inside the storage tank 14 in the form of a helix.
  • the configuration of this type of combined device 10 makes it possible to regulate the temperature of the heating water directly via the first exchanger 22.
  • a three-way valve 30 arranged at a junction between the domestic water heating circuit 26 and the heating water circuit 18 makes it possible to selectively divert the heating water inside the domestic hot water heating circuit 26 to heat the domestic water present in the storage tank 14.
  • the configuration of this type of combined device 10 makes it possible to regulate the temperature of the sanitary water indirectly via the heating water.
  • This indirect domestic water heating configuration involves selective or alternating operation between domestic water heating and domestic water heating. Indeed, under the action of the three-way valve 30 and a circulator 32, the heating water circulates either inside the heating water circuit 18 between the first heat exchanger 22 and the heater 20 is inside the sanitary water heating circuit 26 between the first 22 and the second 28 heat exchangers.
  • FIG. 2 presents a detailed example of a sanitary water storage and heating system 11 in accordance with the invention and which can be used in a combined device 10 in accordance with the figure 1 or in another sanitary water distribution installation.
  • the storage tank 42 comprises a sanitary water inlet 50 and a sanitary water outlet 52.
  • the sanitary water inlet 50 is intended to be connected to a sanitary water distribution network to bring in cold sanitary water inside the storage tank 42.
  • the sanitary water outlet 52 is intended to be connected to a sanitary water circuit similar to the sanitary water circuit 12 of the figure 1 to distribute hot domestic water to distribution points in a room.
  • the sanitary water inlet 50 comprises an inlet orifice arranged inside and in the lower part of the storage tank 42.
  • the sanitary water outlet comprises a sanitary water outlet orifice arranged inside and in the upper part of the storage tank 42.
  • the sanitary water inlet 50 and outlet 52 comprise for example at least two cannulas whose ends respectively form the inlet and outlet orifices.
  • a heat exchanger 40 is configured to heat the sanitary water from the storage tank 42.
  • the heat exchanger 40 comprises an exchange body 44 connected to an exchanger inlet 46 and an exchanger outlet 48 to allow a fluid (here heating water) to circulate inside the exchange body 44 to transmit thermal energy to the sanitary water present in the storage tank 42.
  • the heat exchanger 40 extends over a portion of the height of the storage tank 42.
  • the exchange body 44 is here arranged inside the storage tank 42 and has a helical shape. Alternatively, the exchange body 44 could be placed outside the storage tank 42 and/or be of another shape.
  • the storage and heating system 11 further comprises at least one temperature measuring device 54 for determining the temperature of the sanitary water inside the storage tank 42.
  • the temperature measuring device 54 is for example a temperature sensor or a thermostat.
  • the temperature measuring device 54 can be placed inside the storage tank 42. In this case, the temperature measuring device 54 can be placed in contact with the sanitary water or even without contact with the sanitary water, for example by being placed in a glove finger. Alternatively, the temperature measuring device 54 can be placed outside the storage tank 42, for example in contact with a wall of the storage tank 42 or else in contact with the sanitary water outlet 52.
  • the temperature measuring device 54 is preferably configured to measure the temperature of domestic water present in the upper part of the storage tank 42. Thus, the temperature measuring device 54 makes it possible to determine more precisely the temperature of sanitary water close to the sanitary water outlet 52, therefore the sanitary water temperature delivered to the sanitary water circuit for the users.
  • the upper part of the storage tank 42 can be defined as follows. With reference to the figure 2 , the storage tank 42 defines in the operating position a storage height Hs along a vertical axis Y.
  • the storage tank 42 in particular the internal cavity receiving the sanitary water, extends between a lower end Einf located at 0% of the storage height Hs and an upper end Esup located at 100% of the storage height Hs.
  • the temperature measuring device 54 is placed between 50 and 100% of the storage height Hs, preferably between 60 and 100% of the storage height Hs, more preferably between 80 and 100% of the storage height hs. When the temperature measuring device 54 is placed at the level of an upper wall of the storage tank 42, even outside, or else at the level of the sanitary water outlet 52, it is considered that the measuring device is placed at 100% of the storage height Hs.
  • the temperature measurement device 54 is also preferably arranged above the heat exchanger 40.
  • the measurement device 54 is arranged above a stirring zone 56 corresponding to the internal volume of the heat exchanger. storage over the entire height of the heat exchanger 40 along the vertical axis Y. The measurement of the temperature measuring device 54 is thus more reliable and therefore more representative of the temperature of the sanitary water exiting through the sanitary water outlet 52.
  • the storage and heating system 11 may comprise a plurality of temperature measurement devices 54. At least one of the temperature measurement devices 54 is preferably arranged in the upper part of the storage tank 42 as described above. . Another temperature device 54 can for example be arranged at the level of a middle part of the storage tank 42 to determine the level of hot sanitary water. Determining the hot water level corresponds to determining an interface 55 between the volume of cold sanitary water 56 located in the lower part of the storage tank 42 and the volume of hot sanitary water located in the upper part of this storage tank 42.
  • the storage and heating system 11 further comprises a device for determining information relating to the volume of sanitary water entering the storage tank 42.
  • This determination device is for example a flow meter 58 configured to determine the flow rate of the water. sanitary water circulating between the sanitary water inlet and outlet. It is thus possible to determine the volume of sanitary water present in the storage tank 42 at any time.
  • This flowmeter can be arranged at the sanitary water outlet 52. To limit the temperature of the sanitary water circulating through the flowmeter and therefore to improve its longevity, it is advantageous to place the flowmeter at the level of the sanitary water inlet 50.
  • the storage and heating system 11 further comprises a controller 60 configured to control the heating of sanitary water by the thermodynamic heating device 13.
  • the controller 60 is connected to the thermodynamic heating device 13 so as to be able to exchange information control.
  • controller 60 is connected to at least one compressor of thermodynamic heating device 13 to control starting or stopping of the compressor.
  • the controller 60 is also connected to the determination device so as to receive information relating to the volume of sanitary water entering the storage tank 42.
  • the controller 60 is also connected to at least one temperature measurement device 54 so as to exchange information relating to the temperature of the sanitary water.
  • the controller 60 is in particular configured to control the heating of the sanitary water by the thermodynamic heating device 13 according to the temperature of the sanitary water and the information representative of the volume of sanitary water entering the storage tank. .
  • the heating of the sanitary water is thus controlled by the controller according to the temperature of the sanitary water and the volume of water in the storage tank 42. It is thus possible to know precisely the volume of hot sanitary water remaining and its temperature in the storage tank 42. This makes it possible not to relaunch a heating of the sanitary water too quickly as it occurs when only the information relating to the temperature of the sanitary water is used.
  • This has the advantage of not mixing the water present in the storage tank, and therefore of reducing the performance of the thermodynamic heating device 13, while the volume of hot sanitary water is still satisfactory. Heating is thus required only when it is really necessary to meet the needs of the users, and not in anticipation because of too imprecise information (temperature alone).
  • thermodynamic heating device 13 that the temperature measuring device 54 is arranged in the upper part of the storage tank 42.
  • the controller 60 is configured to determine an optimum heating moment according to the temperature of the sanitary water present in the storage tank and the information representative of the volume of sanitary water entering the storage tank. . It is thus possible to anticipate the moment when heating is necessary to meet the needs of users. Control can thus be predictive and determined according to a future need of a user. This future need can be information received by the controller 60 or else determined by the latter according to the previous operation of the storage and heating system 11. Thus, the controller 60 can be configured to determine a future user need, by a schedule, for example, and control the heating of the sanitary water so as to be able to supply a volume of sanitary water at a predetermined setpoint temperature for this schedule.
  • the controller 60 can also be configured to determine the volume of sanitary water remaining in the storage tank 42 as well as the temperature of this sanitary water. In other words, controller 60 can be configured to determine the amount of energy remaining in storage tank 42. Controller 60 can also be configured to display or communicate this information to the user, for example in the form a gauge representing the state of charge of the storage tank 42 or else an indicator providing information on the number of possible operations using domestic hot water (e.g. a number of showers).
  • the controller 60 is configured to receive information relating to the temperature of the air outside the room.
  • the control of the heating is in this case determined according to this outside temperature to optimize the performance of the thermodynamic heating device 13.
  • the heating can be achieved by taking into consideration the outside air temperature. The higher the temperature of the front air, the more the performance of the refrigeration circuit will be improved.
  • the compressor of the thermodynamic heater can also be variable speed.
  • the control of the thermodynamic heating device 13 does not only concern the stopping or the starting of the compressor but also the regulation of its rotation frequency. It is thus possible to more finely control the heating of the sanitary water to benefit from better performance of the thermodynamic heating device 13.
  • the controller 60 can thus be configured to control the heating of the sanitary water according to at least two heating modes. : a fast heating mode and a long heating mode.
  • the rapid heating mode can be chosen when the outdoor air temperature and/or the compressor speed reaches a critical threshold for the optimization of the domestic water heating.
  • This critical threshold value for the optimization of domestic water heating can be 2°C for the outdoor air temperature.
  • the speed of the compressor is preferably high to accelerate the heating of the sanitary water.
  • a high compressor speed is for example greater than or equal to 80% of the maximum compressor power.
  • the maximum rotational frequency of the compressor is preferably chosen.
  • an extended heating mode can be chosen when the outside air temperature and/or the speed of the compressor reaches an optimization threshold.
  • This optimization threshold value can be 10°C for the outside air temperature.
  • the compressor speed can be chosen low to benefit from the increased performance of the refrigeration circuit in these conditions.
  • a low compressor speed is for example less than or equal to 60% of the maximum compressor power.
  • thermodynamic heating device 13 when the external conditions allow it.
  • the storage and heating system 11 can also comprise or be coupled to a fluid circuit for heating and/or cooling a room.
  • This heating and/or cooling circuit is for example similar to the heating water circuit 18 of the figure 1 .
  • the controller 60 can also be configured to determine an operating state of the room's heating and/or cooling fluid circuit. This operating state corresponds for example to an operating state of a circulator of the heating and/or cooling circuit, to the state of a valve or even to setpoint information transmitted by a user.
  • the controller 60 is here configured to determine whether a heating or cooling mode of the premises is in progress or is about to be engaged.
  • the controller 60 is also configured to control the thermodynamic heating device 13 according to the operating state of the heating and/or cooling circuit.
  • the controller 60 is configured to trigger the extended domestic water heating mode depending on the operating state of the heating and/or cooling circuit. If no heating or cooling command is in progress and a need for heating is determined, the extended domestic water heating mode is requested by the controller 60. Indeed, if there is no no heating or cooling of the room in progress, it is possible to achieve fully optimized domestic water heating, i.e. with a low compressor speed. Alternatively, only a heating command in progress can be determined, either because the thermodynamic heating device 13 does not include a cooling function or because it is accepted to reduce the cooling comfort of the cooling function for meet the domestic hot water requirement.
  • the controller 60 can further be configured to provide a third sanitary water heating mode: the gradual heating mode.
  • This third heating mode is triggered when the outdoor air temperature and/or the compressor speed is between the critical and optimization threshold values, for example between 2°C and 10°C for the outdoor air temperature in using the examples above.
  • This progressive heating mode includes the regulation of the rotation frequency of the compressor according to the temperature of the outside air.
  • the rotation frequency of the compressor is increased until the sanitary water reaches a set temperature.
  • the domestic water is at a low or average temperature at the start of heating, which makes it possible to start heating at a low rotation frequency to reduce energy consumption.
  • the more the sanitary water temperature increases the more the rotation frequency of the compressor is increased to ensure that the sanitary water temperature reaches the set value.
  • FIG. 3 And 4 An example of storage and heating system control is shown in the figure 3 And 4 .
  • picture 3 represents a flowchart illustrating an example of triggering a domestic water heater.
  • figure 4 represents a flowchart illustrating an example of determination of the mode of heating of the sanitary water following a triggering of a heating of the sanitary water.
  • the volume of sanitary water in the storage tank 42 is determined 100 by means of information relating to the volume of sanitary water in the storage tank 42.
  • Controller 60 determines 110 whether the sanitary water volume has reached a sanitary water volume threshold value.
  • This water volume threshold value is for example set at 140L for a storage tank 42 having a capacity of 190L.
  • the controller 60 triggers 120 the heating of the sanitary water. Indeed, reaching the water volume threshold value indicates that a large quantity of cold water has entered the storage tank 42.
  • the controller 60 determines 130 the sanitary water temperature in the storage tank. storage tank 42 by means of at least one temperature measuring device 54.
  • this temperature is the domestic water temperature in the upper part of the storage tank 42 so as to have more precise information on the water temperature delivered to the sanitary water circuit.
  • the controller 60 determines 140 whether the sanitary water temperature has reached a sanitary water temperature threshold value.
  • This temperature threshold value is for example greater than or equal to 40° C.
  • This temperature threshold value is preferably defined as a function of the position of the temperature member 54 considered for triggering the heating.
  • the temperature threshold value can thus be defined as close to the setpoint domestic water temperature desired by the users.
  • the controller 60 triggers 120 the heating of the sanitary water. Indeed, if the temperature threshold value has been reached, this means that the domestic water temperature is not satisfactory with respect to the domestic water temperature setpoint.
  • the domestic water heating is not triggered and the trigger determination process is reset. Indeed, if the temperature threshold value is not reached, this means that the temperature of the domestic water is satisfactory with respect to the setpoint domestic water temperature.
  • a programmed trigger is for example a trigger scheduled at a day or night time.
  • a manual trigger corresponds to a command from the user.
  • Programmed or manual triggering replaces the process of determination of the triggering of the domestic water heater described in connection with the picture 3 , even if the conditions for triggering a domestic water heater are not met.
  • the heating modes that can be triggered by the controller 60 are an extended heating mode 230, a rapid heating mode 240 and a gradual heating mode 250.
  • This process is preferably implemented by the controller 60 following the triggering 120 of a sanitary water heater.
  • This triggering 120 can either come from the process of determining the picture 3 either a programmed or manual trigger.
  • the controller 60 first begins by determining 200 whether the heating and/or cooling fluid circuit is in operation.
  • the rapid heating mode is triggered.
  • the outdoor air temperature is determined 205.
  • the controller 60 determines 210 if the outside air temperature is above the optimization threshold value.
  • the controller 60 triggers 230 the extended heating mode. Indeed, if the outside air temperature is greater than or equal to this optimization threshold value, the outside temperature conditions make it possible to benefit from good performance of the thermodynamic heating device 13.
  • the speed of the compressor can be chosen as low to benefit from the increased performance of the refrigeration circuit under these conditions.
  • the controller 60 determines 220 whether the outdoor air temperature has reached the critical threshold value for optimization.
  • the controller 60 triggers 240 a rapid heating mode.
  • the speed of the compressor is preferably high to speed up the heating of the sanitary water.
  • the controller 60 triggers 250 the progressive heating mode.
  • the process for determining the domestic water heating mode can be devoid of the determination step 200 when the storage and heating system does not have or is not coupled to a heating circuit and/ or cooling.
  • the determination process begins directly with the determination of the outside air temperature.
  • the three extended, rapid and progressive heating modes can also be implemented.
  • the invention provides the following items:

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Abstract

L'invention propose un procédé de régulation d'un système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire pour une installation de distribution d'eau sanitaire, ledit système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire comprenant :- un ballon de stockage d'eau sanitaire (14) comprenant une entrée et une sortie d'eau sanitaire destinées à être raccordées à un circuit d'eau sanitaire,- un échangeur de chaleur (44) d'un dispositif de chauffage thermodynamique (13) pour chauffer de l'eau sanitaire présente dans le ballon de stockage,- au moins un organe de mesure de température (54),- un organe de détermination (58) d'une information relative au volume d'eau sanitaire entrant ou sortant du ballon de stockage,- un contrôleur (60) configuré pour piloter le chauffage de l'eau sanitaire par le dispositif de chauffage thermodynamique en fonction de la température d'eau sanitaire et de l'information représentative du volume d'eau sanitaire entrant dans le ballon de stockage.

Description

  • La présente invention concerne un système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire pour une installation de distribution d'eau sanitaire.
  • En particulier, l'invention concerne un système de stockage et de chauffage comprenant un dispositif de chauffage thermodynamique pour chauffer de l'eau sanitaire présente dans le ballon de stockage. Ce système de stockage et de chauffage est par exemple un dispositif combiné de chauffage de l'eau sanitaire et de l'eau de chauffage d'un local, couramment appelé « pompe à chaleur double service ».
  • Un dispositif de chauffage thermodynamique est un appareil dont le fonctionnement repose sur une boucle thermodynamique, dans laquelle un compresseur est relié à un condenseur lui-même relié à un détendeur, lui- même relié à un évaporateur, qui est relié au compresseur, ce qui ferme la boucle. Dans cette boucle, circule un fluide de travail qui est mis en mouvement et comprimé dans le compresseur, puis subit une condensation dans le condenseur avant d'être détendu dans le détendeur et enfin subit une évaporation dans l'évaporateur. L'évaporateur et le condenseur sont des échangeurs de chaleur, dans chacun desquels le fluide de travail échange partiellement son énergie thermique avec un autre fluide. L'évaporateur permet un échange de chaleur entre le fluide de travail et une source froide. Cette source froide est par exemple de l'air extérieur dans une pompe à chaleur dite « air/eau ». On entend par air extérieur, de l'air extérieur au bâtiment dans lequel l'appareil de chauffage est installé ou de l'air d'un local technique non chauffé interne à ce bâtiment.
  • Dans le un système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire, l'eau est chauffée au moyen du condenseur par la condensation du fluide de travail qui lui cède son énergie thermique. L'eau sanitaire peut être chauffée directement par le condenseur ou bien indirectement via un circuit de fluide entre le condenseur et un échangeur de chaleur chauffant l'eau sanitaire. Dans ce dernier exemple, le circuit de fluide peut être un circuit d'eau de chauffage chauffée par le condenseur et chauffant ensuite l'eau sanitaire du système de stockage et de chauffage. Cet échangeur de chaleur du système de stockage et de chauffage est par exemple disposé à l'extérieur ou bien à l'intérieur d'une cuve de stockage d'eau destinée à alimenter en eau chaude un local.
  • Une sonde de température est généralement disposée dans la cuve et permet de déterminer le niveau d'eau sanitaire chaude. Pour cela, la sonde de température est généralement disposée à une position médiane de manière à être proche de l'interface entre le volume d'eau sanitaire chaude et le volume d'eau sanitaire froide. La position exacte de la sonde de de température dépend de la configuration exacte du système de stockage et de chauffage.
  • Pour permettre de répondre aux besoins des utilisateurs du local, il est important que l'eau à l'intérieur de la cuve soit à une température suffisante permettant de satisfaire la demande des utilisateurs. Cette demande peut se faire par exemple sous la forme d'un soutirage d'eau chaude pour prendre un bain. La régulation de la température de l'eau à l'intérieur de la cuve de stockage est ainsi un enjeu important pour permettre de répondre aux besoins des utilisateurs.
  • A contrario, le rendement de la boucle thermodynamique du dispositif de chauffage thermodynamique est d'autant plus important que la température du volume d'eau présent dans la cuve est basse. Ainsi, plus l'eau est froide à l'intérieur de la cuve, meilleur est le rendement du dispositif de chauffage.
  • Or, le démarrage du dispositif de chauffage thermodynamique entraine un brassage de l'eau sanitaire sur toute la hauteur de l'échangeur de chaleur. Si ce volume d'eau sanitaire est partiellement chaud au démarrage du dispositif de chauffage thermodynamique, ce brassage va entrainer une élévation de la température de l'eau sanitaire au contact de l'échangeur de chaleur. Les performances de la boucle thermodynamique vont donc se dégrader. Cette dégradation des performances entraine une augmentation de la consommation d'énergie et donc du coût pour les utilisateurs.
  • Il est ainsi difficile de garantir les besoins des utilisateurs, notamment par anticipation, tout en bénéficiant d'un rendement satisfaisant du dispositif de chauffage thermodynamique. L'idéal pour garantir le confort des utilisateurs serait de maintenir la totalité de la capacité de la cuve à la température de consigne afin d'avoir une réserve maximale d'eau sanitaire chaude. Toutefois, cette solution entraine une consommation importante d'énergie et obligerait à faire fonctionner la boucle thermodynamique dans des conditions où elle est peu performante.
  • Il existe donc un besoin pour un système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire capable de répondre aux besoins des utilisateurs à moindre consommation d'énergie.
  • Pour cela, l'invention prévoit un système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire pour une installation de distribution d'eau sanitaire, ledit système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire comprenant :
    • un ballon de stockage d'eau sanitaire (14) comprenant une entrée et une sortie d'eau sanitaire destinées à être raccordées à un circuit d'eau sanitaire,
    • un échangeur de chaleur d'un dispositif de chauffage thermodynamique pour chauffer de l'eau sanitaire présente dans le ballon de stockage,
    • au moins un organe de mesure de température configuré pour déterminer la température d'eau sanitaire à l'intérieur du ballon de stockage,
    • un organe de détermination d'une information relative au volume d'eau sanitaire entrant ou sortant du ballon de stockage,
    • un contrôleur configuré pour piloter le chauffage de l'eau sanitaire par le dispositif de chauffage thermodynamique en fonction de la température d'eau sanitaire et de l'information représentative du volume d'eau sanitaire entrant dans le ballon de stockage.
  • L'organe de détermination d'une information relative au volume d'eau sanitaire entrant dans le ballon de stockage permet de connaître précisément le volume d'eau sanitaire puisé et donc le volume d'eau sanitaire chaude restant dans le ballon de stockage. La chauffe de l'eau sanitaire, donc la mise en route du dispositif de chauffage thermodynamique, peut ainsi être déclenchée uniquement lorsque les besoins des utilisateurs le requièrent.
  • L'information déterminée par l'organe de détermination peut être indifféremment relative au volume d'eau sanitaire entrant ou sortant du ballon de stockage car ces deux volumes d'eau sanitaire sont identiques.
  • L'organe de mesure de température n'a plus pour fonction de détecter le niveau d'eau sanitaire chaude, comme dans l'état de la technique, mais d'indiquer la température du volume d'eau sanitaire chaude restant. Cette modification de la fonction de l'organe de mesure de température libère les contraintes associées à sa position dans le ballon de stockage. Il est ainsi possible de déplacer cet organe de mesure de température pour améliorer la mesure de température. Plus l'organe de mesure de température est disposé en partie haute du ballon de stockage, plus l'organe de mesure de température est en mesure d'indiquer de manière précise la température du volume d'eau sanitaire chaude restant. Ceci est obtenu parce que l'organe de mesure de température est plus près du point de puisage et plus éloigné du gradient eau chaude/eau froide qui peut fausser la mesure de température.
  • Dès lors, l'association de l'information relative au volume d'eau sanitaire entrant ou sortant du ballon de stockage avec la température de l'eau sanitaire permet de connaître exactement la quantité d'énergie restante dans le ballon de stockage. En effet, il est possible de savoir si un volume d'eau sanitaire restant est à 40°C ou à 55°C. A titre d'exemple, il est plus intéressant d'avoir un volume d'eau sanitaire restant de 100L à 55°C que 100L à 40°C.
  • Selon des modes particuliers de réalisation :
    • le dispositif de chauffage de l'eau chaude sanitaire comprend un échangeur de chaleur disposé à l'extérieur du ballon de stockage d'eau sanitaire ;
    • le contrôleur est configuré pour déterminer un moment de chauffage optimum en fonction de la température d'eau sanitaire et de l'information représentative du volume d'eau sanitaire injectée dans le ballon de stockage ;
    • le dispositif de chauffage thermodynamique comprend un compresseur à vitesse variable, le contrôleur étant configuré pour piloter le chauffage de l'eau sanitaire selon au moins deux modes de chauffage : un mode de chauffage rapide et un mode de chauffage allongé ;
    • l'organe de détermination d'une information relative au volume d'eau sanitaire injectée dans le ballon de stockage est un débitmètre configuré pour déterminer le débit d'eau sanitaire circulant entre l'entrée et la sortie d'eau sanitaire;
    • le débitmètre est disposé au niveau de l'entrée d'eau sanitaire du ballon de stockage ;
    • le débitmètre est disposé au niveau de la sortie d'eau sanitaire du ballon de stockage ;
    • l'organe de mesure de température est configuré pour mesurer la température d'eau sanitaire présente en partie supérieure du ballon de stockage ;
    • le ballon de stockage définissant en position de fonctionnement une hauteur de stockage le long d'un axe vertical, dans lequel l'organe de mesure de température est disposé entre 50 et 100% de la hauteur de stockage, de préférence entre 60 et 100% de la hauteur de stockage, de manière encore préférée entre 80 et 100% de la hauteur de stockage
    • le dispositif de chauffage thermodynamique comprend un échangeur de chaleur disposé autour ou à l'intérieur du ballon de stockage pour chauffer de l'eau sanitaire dans le ballon de stockage, l'organe de mesure de température étant disposé au-dessus de l'échangeur de chaleur.
  • L'invention prévoit également un procédé de régulation d'un système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire tel que décrit ci-avant, comprenant les étapes suivantes :
    • mesurer la température d'eau sanitaire présente dans le ballon de stockage,
    • déterminer une information relative au volume d'eau sanitaire injectée dans le ballon de stockage
    • réguler la température de l'eau sanitaire dans le ballon de stockage en fonction de la température d'eau sanitaire et de l'information représentative du volume d'eau sanitaire injectée dans le ballon de stockage.
  • Selon un mode de réalisation du procédé, celui-ci comprend en outre la détermination d'un besoin de chauffage de l'eau sanitaire lorsque :
    • le volume d'eau sanitaire injectée dans le ballon de stockage atteint une valeur seuil de volume injectée, et/ou
    • la température d'eau sanitaire présente dans le ballon de stockage atteint une valeur seuil de température d'eau sanitaire.
  • Selon un mode de réalisation du procédé, celui-ci comprend en outre la détermination d'une température d'air extérieur au système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire, le chauffage de l'eau sanitaire étant pilotée par le contrôleur également en fonction de ladite température d'air extérieur.
  • Selon un mode de réalisation du procédé, le dispositif de chauffage thermodynamique comprend un compresseur à vitesse variable, ledit procédé de régulation comprenant en outre les étapes suivantes lorsqu'un besoin de chauffage est déterminé :
    • déclencher un mode de chauffage rapide de l'eau sanitaire lorsque la température d'air extérieur et/ou la vitesse du compresseur atteint un seuil critique pour l'optimisation du chauffage de l'eau sanitaire,
    • déclencher un mode de chauffage allongé de l'eau sanitaire lorsque la température d'air extérieur et/ou la vitesse du compresseur atteint un seuil d'optimisation.
  • Plus généralement, le mode de chauffage rapide de l'eau sanitaire peut être déclenché lorsque le besoin de chauffage est réduit.
  • Selon un mode de réalisation du procédé, celui-ci comprend en outre l'étape suivante lorsqu'un besoin de chauffage est déterminé :
    • déclencher un mode de chauffage progressif de l'eau sanitaire lorsque la température d'air extérieur et/ou la vitesse du compresseur se situe entre les seuils critique et d'optimisation, la fréquence de rotation du compresseur à vitesse variable étant augmentée progressivement durant ce mode de chauffage jusqu'à ce que l'eau sanitaire atteigne une température de consigne.
  • Selon un mode de réalisation du procédé, le système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire comprend un circuit de fluide de chauffage et/ou de rafraîchissement d'un local, ledit procédé de régulation comprenant en outre les étapes suivantes :
    • déterminer un état de fonctionnement du circuit de fluide de chauffage et/ou de rafraîchissement d'un local,
    • déclencher le mode de chauffage allongé de l'eau sanitaire si aucune commande de chauffage ou de rafraîchissement n'est en cours et qu'un besoin de chauffage de l'eau chaude sanitaire est déterminé.
    Brève description des dessins
  • Les dessins annexés illustrent l'invention :
    • [Fig. 1] représente schématiquement un exemple d'installation de distribution d'eau sanitaire comprenant un système de stockage et de chauffage.
    • [Fig. 2] représente schématiquement une vue détaillée d'un système de stockage et de chauffage.
    • [Fig. 3] représente un logigramme illustrant un processus de détermination du déclenchement d'un chauffe d'eau sanitaire pour un système de stockage et de chauffage.
    • [Fig. 4] représente un logigramme illustrant un processus de détermination d'un mode de chauffage de l'eau sanitaire pour un système de stockage et de chauffage.
    Description de mode(s) de réalisation
  • Le concept de l'invention est décrit plus complètement ci-après avec référence aux dessins joints, sur lesquels des modes de réalisation du concept de l'invention sont montrés. Sur les dessins, la taille et les tailles relatives des éléments peuvent être exagérées à des fins de clarté. Des numéros similaires font référence à des éléments similaires sur tous les dessins. Cependant, ce concept de l'invention peut être mis en œuvre sous de nombreuses formes différentes et ne devrait pas être interprété comme étant limité aux modes de réalisation exposés ici. Au lieu de cela, ces modes de réalisation sont proposés de sorte que cette description soit complète, et communiquent l'étendue du concept de l'invention aux hommes du métier.
  • Une référence dans toute la spécification à « un mode de réalisation » signifie qu'une fonctionnalité, une structure, ou une caractéristique particulière décrite en relation avec un mode de réalisation est incluse dans au moins un mode de réalisation de la présente invention. Ainsi, l'apparition de l'expression « dans un mode de réalisation » à divers emplacements dans toute la spécification ne fait pas nécessairement référence au même mode de réalisation. En outre, les fonctionnalités, les structures, ou les caractéristiques particulières peuvent être combinées de n'importe quelle manière appropriée dans un ou plusieurs modes de réalisation. De plus, le terme « comprenant » n'exclut pas d'autres éléments ou étapes.
  • Il est proposé un système de stockage et de chauffage pour une installation de distribution d'eau sanitaire. Le système de stockage et de chauffage peut être tout type de système comprenant un dispositif de chauffage thermodynamique et un ballon de stockage d'eau sanitaire. A titre d'exemple, le système de stockage et de chauffage peut être un chauffe-eau thermodynamique ou bien un dispositif combiné de chauffage de l'eau sanitaire et de l'eau de chauffage d'un local, couramment appelé « pompe à chaleur double service ».
  • Le ballon de stockage comprend une entrée et une sortie d'eau sanitaire destinées à être raccordées à un circuit d'eau sanitaire.
  • Le dispositif de chauffage thermodynamique est un dispositif de chauffage comprenant un circuit frigorifique, i.e. une pompe à chaleur. Ainsi, le dispositif de chauffage thermodynamique comprend un compresseur, un condenseur, un détendeur et un évaporateur montés en série dans une boucle fermée dans laquelle circule un fluide de travail.
  • Les condenseurs et évaporateurs sont des échangeurs de chaleur. Dans l'évaporateur, le fluide de travail reçoit son énergie thermique avec une source froide, par exemple l'air extérieur. Dans le condenseur, le fluide de travail fournit son énergie thermique avec une source chaude, ici l'eau sanitaire présente dans le ballon ou destinée à y entrer. En effet, le condenseur peut chauffer l'eau sanitaire directement présente dans le ballon de stockage ou chauffer l'eau sanitaire en amont du ballon de stockage pour chauffer ensuite l'eau sanitaire. De plus, le chauffage de l'eau sanitaire du ballon de stockage peut être réalisé directement par le fluide de travail circulant dans la pompe à chaleur ou bien indirectement en utilisant un fluide intermédiaire, e.g. de l'eau de chauffage d'un circuit d'eau de chauffage. Ce dernier cas est illustré dans l'exemple d'installation de la figure 1 dans laquelle l'eau de chauffage est utilisée pour chauffer l'eau sanitaire présente dans le ballon.
  • Le condenseur peut être disposé à l'intérieur ou à l'extérieur du ballon de stockage. Le condenseur peut présenter différentes géométries, notamment un échangeur à plaques ou un échangeur hélicoïdal.
  • Un exemple d'installation de distribution d'eau sanitaire comprenant un tel système de stockage et de chauffage 11 est illustré en figure 1.
  • Le système de stockage et de chauffage 11 est ici un dispositif combiné 10 de chauffage de l'eau sanitaire et d'eau de chauffage d'un local, couramment appelé « pompe à chaleur double service ». Ce type de dispositif est appelé « pompe à chaleur double service » car le chauffage de l'eau sanitaire ainsi que de l'eau de chauffage est réalisé via une seule pompe à chaleur comprenant un module destiné à être disposé à l'extérieur du local. Cette pompe à chaleur correspond à un dispositif de chauffage thermodynamique 13.
  • Le dispositif combiné 10 comprend un circuit d'eau de chauffage 18 raccordé à des organes de chauffage 20 d'un local L, tels que des radiateurs. Le dispositif combiné 10 comprend également un premier échangeur de chaleur 22 apte à échanger de la chaleur entre un circuit de fluide caloporteur 24 et le circuit d'eau de chauffage 18. En particulier, le circuit de fluide caloporteur 24 échange de la chaleur entre un milieu extérieur E au local L et le circuit d'eau de chauffage 18 présent à l'intérieur du local L. Pour ce faire, une unité extérieure 25 est disposée au niveau du milieu extérieur E et configuré pour échanger de la chaleur avec le circuit de fluide caloporteur 24. L'unité extérieure 25, le circuit de fluide caloporteur 24 et le premier échangeur 22 de chaleur forment une pompe à chaleur apte à réguler la température de l'eau de chauffage présente dans le circuit d'eau de chauffage 18. Cette pompe à chaleur forme le dispositif de chauffage thermodynamique 13.
  • Pour permettre l'apport en eau chaude sanitaire dans le local L, le dispositif combiné 10 comprend également un ballon de stockage d'eau sanitaire 14 et un circuit d'eau sanitaire 12 en communication de fluide avec le ballon de stockage 14. Le circuit d'eau sanitaire 12 est raccordé à des organes de distribution d'eau sanitaire 16, tels que des robinets. Le ballon de stockage 14 utilisé dans le dispositif combiné 10 forme un volume intérieur de 190 L, soit 190 dm3.
  • Le dispositif combiné 10 comprend en outre un circuit de chauffage de l'eau sanitaire 26 raccordé au circuit d'eau chauffage 18 sous forme de dérivation. Ainsi, c'est l'eau de chauffage du circuit d'eau de chauffage 18 qui circule dans le circuit de chauffage de l'eau sanitaire 26. Ce circuit de chauffage de l'eau sanitaire 26 comprend un deuxième échangeur de chaleur 28 disposé à l'intérieur du ballon de stockage 14 pour échanger de la chaleur avec l'eau sanitaire présente dans le ballon de stockage 14. Ce deuxième échangeur de chaleur 28 est un échangeur à serpentin s'étendant à l'intérieur du ballon de stockage 14 sous la forme d'une hélice.
  • La configuration de ce type de dispositif combiné 10 permet de réguler la température de l'eau de chauffage de manière directe via le premier échangeur 22. Une vanne trois voies 30 disposée à une jonction entre le circuit de chauffage de l'eau sanitaire 26 et le circuit d'eau de chauffage 18 permet de dériver sélectivement l'eau de chauffage à l'intérieur du circuit de chauffage de l'eau chaude sanitaire 26 pour chauffer l'eau sanitaire présente dans le ballon de stockage 14. Ainsi, la configuration de ce type de dispositif combiné 10 permet de réguler la température de l'eau sanitaire de manière indirecte par le biais de l'eau de chauffage.
  • Cette configuration indirecte du chauffage de l'eau sanitaire implique un fonctionnement sélectif ou alterné entre le chauffage de l'eau sanitaire et le chauffage de l'eau de chauffage. En effet, sous l'action de la vanne trois voies 30 et d'un circulateur 32, l'eau de chauffage circule soit à l'intérieur du circuit d'eau de chauffage 18 entre le premier échangeur de chaleur 22 et les organes de chauffage 20 soit à l'intérieur du circuit de chauffage de l'eau sanitaire 26 entre le premier 22 et le deuxième 28 échangeurs de chaleur.
  • La figure 2 présente un exemple détaillé d'un système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire 11 conforme à l'invention et pouvant être utilisé dans un dispositif combiné 10 conforme à la figure 1 ou dans une autre installation de distribution d'eau sanitaire.
  • Le ballon de stockage 42 comprend une entrée d'eau sanitaire 50 et une sortie d'eau sanitaire 52. L'entrée d'eau sanitaire 50 est destinée à être reliée à un réseau de distribution d'eau sanitaire pour faire entrer de l'eau sanitaire froide à l'intérieur du ballon de stockage 42. La sortie d'eau sanitaire 52 est destinée à être reliée à un circuit d'eau sanitaire similaire au circuit d'eau sanitaire 12 de la figure 1 pour distribuer de l'eau sanitaire chaude à des points de distribution d'un local. L'entrée d'eau sanitaire 50 comprend un orifice d'entrée disposé à l'intérieur et en partie inférieure du ballon de stockage 42. La sortie d'eau sanitaire comprend un orifice de sortie d'eau sanitaire disposé à l'intérieur et en partie supérieure du ballon de stockage 42. Les entrée 50 et sortie 52 d'eau sanitaire comprennent par exemple au moins deux canules dont les extrémités forment respectivement les orifices d'entrée et de sortie.
  • Un échangeur thermique 40 est configuré pour chauffer l'eau sanitaire du ballon de stockage 42. L'échangeur thermique 40 comprend un corps d'échange 44 relié à une entrée d'échangeur 46 et une sortie d'échangeur 48 pour permettre à un fluide (ici de l'eau de chauffage) de circuler à l'intérieur du corps d'échange 44 pour transmettre de l'énergie thermique à l'eau sanitaire présente dans le ballon de stockage 42. L'échangeur thermique 40 s'étend sur une portion de la hauteur du ballon de stockage 42. Le corps d'échange 44 est ici disposé à l'intérieur du ballon de stockage 42 et présente une forme hélicoïdale. De manière alternative, le corps d'échange 44 pourrait être disposé à l'extérieur du ballon de stockage 42 et/ou être d'une autre forme.
  • Le système de stockage et de chauffage 11 comprend en outre au moins un organe de mesure de température 54 pour déterminer la température de l'eau sanitaire à l'intérieur du ballon de stockage 42. L'organe de mesure de température 54 est par exemple une sonde de température ou un thermostat. L'organe de mesure de température 54 peut être disposé à l'intérieur du ballon de stockage 42. Dans ce cas, l'organe de mesure de température 54 peut être disposé au contact de l'eau sanitaire ou bien sans contact avec l'eau sanitaire, par exemple en étant disposé dans un doigt de gant. Alternativement, l'organe de mesure de température 54 peut être disposé à l'extérieur du ballon de stockage 42, par exemple au contact d'une paroi du ballon de stockage 42 ou bien au contact de la sortie d'eau sanitaire 52.
  • L'organe de mesure de température 54 est de préférence configuré pour mesurer la température d'eau sanitaire présente en partie supérieure du ballon de stockage 42. Ainsi, l'organe de mesure de température 54 permet de déterminer de manière plus précise la température de l'eau sanitaire à proximité de la sortie d'eau sanitaire 52, donc de la température d'eau sanitaire délivrée au circuit d'eau sanitaire pour les utilisateurs.
  • La partie supérieure du ballon de stockage 42 peut être définie comme suit. En référence à la figure 2, le ballon de stockage 42 définit en position de fonctionnement une hauteur de stockage Hs le long d'un axe vertical Y. Le ballon de stockage 42, en particulier la cavité interne recevant l'eau sanitaire, s'étend entre une extrémité inférieure Einf située à 0% de la hauteur de stockage Hs et une extrémité supérieure Esup située à 100% de la hauteur de stockage Hs.
  • L'organe de mesure de température 54 est disposé entre 50 et 100% de la hauteur de stockage Hs, de préférence entre 60 et 100% de la hauteur de stockage Hs, de manière encore préférée entre 80 et 100% de la hauteur de stockage Hs. Lorsque l'organe de mesure de température 54 est disposé au niveau d'une paroi supérieure du ballon de stockage 42, même extérieure, ou bien au niveau de la sortie d'eau sanitaire 52, on considère que l'organe de mesure est disposé à 100% de la hauteur de stockage Hs.
  • L'organe de mesure de température 54 est également de préférence disposé au-dessus de l'échangeur thermique 40. Ainsi, l'organe de mesure 54 est disposé au-dessus d'une zone de brassage 56 correspondant au volume intérieur du ballon de stockage sur toute la hauteur de l'échangeur thermique 40 le long de l'axe vertical Y. La mesure de l'organe de mesure de température 54 est ainsi plus fiable et donc plus représentative de la température de l'eau sanitaire sortant par la sortie d'eau sanitaire 52.
  • Le système de stockage et de chauffage 11 peut comprendre une pluralité d'organes de mesure de température 54. Au moins l'un des organes de mesure de température 54 est de préférence disposé en partie supérieure du ballon de stockage 42 comme décrit ci-dessus. Un autre organe de température 54 peut par exemple être disposé au niveau d'une partie médiane du ballon de stockage 42 pour déterminer le niveau d'eau sanitaire chaude. Déterminer le niveau d'eau chaude correspond à déterminer une interface 55 entre le volume d'eau sanitaire froid 56 situé en partie inférieur du ballon de stockage 42 et le volume d'eau sanitaire chaude situé en partie haute de ce ballon de stockage 42.
  • Le système de stockage et de chauffage 11 comprend en outre un organe de détermination d'une information relative au volume d'eau sanitaire entrant dans le ballon de stockage 42. Cet organe de détermination est par exemple un débitmètre 58 configuré pour déterminer le débit d'eau sanitaire circulant entre l'entrée et la sortie d'eau sanitaire. Il est ainsi possible de déterminer le volume d'eau sanitaire présent dans le ballon de stockage 42 à tout moment.
  • Ce débitmètre peut être disposé au niveau de la sortie d'eau sanitaire 52. Pour limiter la température de l'eau sanitaire circulant au travers du débitmètre et donc améliorer sa longévité, il est avantageux de placer le débitmètre au niveau de l'entrée d'eau sanitaire 50.
  • Le système de stockage et de chauffage 11 comprend en outre un contrôleur 60 configuré pour piloter le chauffage de l'eau sanitaire par le dispositif de chauffage thermodynamique 13. Le contrôleur 60 est relié au dispositif de chauffage thermodynamique 13 de manière à pouvoir échanger des informations de commande. En particulier, le contrôleur 60 est relié au moins à un compresseur du dispositif de chauffage thermodynamique 13 pour commander la mise en route ou l'arrêt du compresseur.
  • Le contrôleur 60 est également relié à l'organe de détermination de manière à recevoir des informations relatives au volume d'eau sanitaire entrant dans le ballon de stockage 42. Le contrôleur 60 est en outre relié à au moins un organe de mesure de température 54 de manière à échanger des informations relatives à la température de l'eau sanitaire.
  • Le contrôleur 60 est en particulier configuré pour piloter le chauffage de l'eau sanitaire par le dispositif de chauffage thermodynamique 13 en fonction de la température d'eau sanitaire et de l'information représentative du volume d'eau sanitaire entrant dans le ballon de stockage. Le chauffage de l'eau sanitaire est ainsi piloté par le contrôleur en fonction de la température de l'eau sanitaire et du volume d'eau dans le ballon de stockage 42. Il est ainsi possible de connaître précisément le volume d'eau sanitaire chaude restant et sa température dans le ballon de stockage 42. Ceci permet de ne pas relancer une chauffe de l'eau sanitaire trop rapidement comme il se produit lorsque seule l'information relative à la température de l'eau sanitaire est utilisée. Cela a pour avantage de ne pas brasser l'eau présente dans le ballon de stockage, et donc de réduire les performances du dispositif de chauffage thermodynamique 13, alors que le volume d'eau sanitaire chaude est toujours satisfaisant. La chauffe est ainsi requise uniquement lorsqu'elle est vraiment nécessaire pour répondre aux besoins des utilisateurs, et non en anticipation à cause d'informations trop peu précises (température seule).
  • Ce pilotage est d'autant plus précis, et donc optimise les performances du dispositif de chauffage thermodynamique 13, que l'organe de mesure de température 54 est disposé en partie supérieure du ballon de stockage 42.
  • Pour réaliser ce pilotage, le contrôleur 60 est configuré pour déterminer un moment de chauffage optimum en fonction de la température d'eau sanitaire présente dans le ballon de stockage et de l'information représentative du volume d'eau sanitaire entrant dans le ballon de stockage. Il est ainsi possible d'anticiper le moment où une chauffe est nécessaire pour répondre aux besoins des utilisateurs. Le pilotage peut ainsi être prédictif et déterminé en fonction d'un besoin futur d'un utilisateur. Ce besoin futur peut être une information reçue par le contrôleur 60 ou bien déterminée par celui-ci en fonction du fonctionnement antérieur du système de stockage et de chauffage 11. Ainsi, le contrôleur 60 peut être configuré pour déterminer un futur besoin des utilisateurs, par exemple un horaire, et piloter la chauffe de l'eau sanitaire de manière à pouvoir fournir un volume d'eau sanitaire à une température de consigne prédéterminée pour cet horaire.
  • Le contrôleur 60 peut également être configuré pour déterminer le volume d'eau sanitaire restant dans le ballon de stockage 42 ainsi que la température de cette eau sanitaire. En d'autres termes, le contrôleur 60 peut être configuré pour déterminer la quantité d'énergie restant dans le ballon de stockage 42. Le contrôleur 60 peut également être configuré pour afficher ou communiquer cette information à l'utilisateur, par exemple sous la forme d'une jauge représentative de l'état de charge du ballon de stockage 42 ou bien d'un indicateur renseignant sur le nombre d'opérations possible utilisant de l'eau chaude sanitaire (e.g. un nombre de douches).
  • Selon un mode de réalisation amélioré, le contrôleur 60 est configuré pour recevoir une information relative à la température de l'air extérieur au local. Le pilotage de la chauffe est dans ce cas déterminé en fonction de cette température extérieure pour optimiser les performances du dispositif de chauffage thermodynamique 13. Ainsi, lorsque l'air extérieur est la source froide du circuit frigorifique du dispositif de chauffage thermodynamique 13, la chauffe peut être réalisée en prenant en considération la température de l'air extérieur. Plus la température de l'air antérieur est haute, plus les performances du circuit frigorifique seront améliorées.
  • Le compresseur du dispositif de chauffage thermodynamique peut également être à vitesse variable. Ainsi, le pilotage du dispositif de chauffage thermodynamique 13 ne concerne pas uniquement l'arrêt ou la mise en route du compresseur mais également la régulation de sa fréquence de rotation. Il est ainsi possible de piloter plus finement la chauffe de l'eau sanitaire pour bénéficier de meilleures performances du dispositif de chauffage thermodynamique 13. Le contrôleur 60 peut ainsi être configuré pour piloter le chauffage de l'eau sanitaire selon au moins deux modes de chauffage : un mode de chauffage rapide et un mode de chauffage allongé.
  • Le mode de chauffage rapide peut être choisi lorsque la température de l'air extérieur et/ou la vitesse du compresseur atteint un seuil critique pour l'optimisation du chauffage de l'eau sanitaire. Cette valeur de seuil critique pour l'optimisation du chauffage de l'eau sanitaire peut être 2°C pour la température d'air extérieur. Dans ce mode de chauffage rapide, la vitesse du compresseur est de préférence élevée pour accélérer la chauffe de l'eau sanitaire. Une vitesse de compresseur élevée est par exemple supérieure ou égale à 80% de la puissance maximale du compresseur. La fréquence de rotation maximale du compresseur est de préférence choisie.
  • A l'inverse, un mode de chauffage allongé peut être choisi lorsque la température de l'air extérieur et/ou la vitesse du compresseur atteint un seuil d'optimisation. Cette valeur de seuil d'optimisation peut être 10°C pour la température d'air extérieur. Dans ce mode de chauffage lent, la vitesse du compresseur peut être choisie comme basse pour bénéficier des performances accrues du circuit frigorifique dans ces conditions. Une vitesse de compresseur basse est par exemple inférieure ou égale à 60% de la puissance maximale du compresseur.
  • L'utilisation de ces modes de chauffage rapide et allongé permet de garantir que le système de stockage et de chauffage sera en mesure de délivrer la quantité d'eau sanitaire à la température de consigne souhaitée par les utilisateurs, tout en bénéficiant des meilleures performances énergétiques du dispositif de chauffage thermodynamique 13 quand les conditions extérieures le permettent.
  • Lorsque le système de stockage et de chauffage 11 est couplé à une installation de chauffage d'un local,
  • Le système de stockage et de chauffage 11 peut également comprendre ou être couplé à un circuit de fluide de chauffage et/ou de rafraîchissement d'un local. Ce circuit de chauffage et/ou de refroidissement est par exemple similaire au circuit d'eau de chauffage 18 de la figure 1. Dans ce cas, le contrôleur 60 peut également être configuré pour déterminer un état de fonctionnement du circuit de fluide de chauffage et/ou de rafraîchissement du local. Cet état de fonctionnement correspond par exemple à un état de fonctionnement d'un circulateur du circuit de chauffage et/ou de refroidissement, de l'état d'une vanne ou bien encore à une information de consigne transmise par un utilisateur. En d'autres termes, le contrôleur 60 est ici configuré pour déterminer si un mode de chauffage ou de refroidissement du local est en cours ou va être enclenché.
  • Le contrôleur 60 est également configuré pour piloter le dispositif de chauffage thermodynamique 13 en fonction de l'état de fonctionnement du circuit de chauffage et/ou de refroidissement. En particulier, le contrôleur 60 est configuré pour déclencher le mode de chauffage allongé de l'eau sanitaire en fonction de l'état de fonctionnement du circuit de chauffage et/ou de refroidissement. Si aucune commande de chauffage ou de rafraîchissement n'est en cours et qu'un besoin de chauffage est déterminé, le mode de chauffage allongé de l'eau sanitaire est requis par le contrôleur 60. En effet, s'il n'y a pas de chauffage ou de refroidissement du local en cours, il est possible de réaliser une chauffe de l'eau sanitaire pleinement optimisée, i.e. avec une vitesse du compresseur basse. De manière alternative, seule une commande de chauffage en cours peut être déterminée, soit parce que le dispositif de chauffage thermodynamique 13 ne comporte pas de fonction de refroidissement soit par ce qu'on accepte de diminuer le confort en refroidissement de la fonction de refroidissement pour remplir le besoin en eau chaude sanitaire.
  • Le contrôleur 60 peut en outre être configuré pour prévoir un troisième mode de chauffage de l'eau sanitaire : le mode de chauffage progressif. Ce troisième mode de chauffage est déclenché lorsque la température d'air extérieur et/ou la vitesse du compresseur se situe entre les valeurs de seuil critique et d'optimisation, par exemple entre 2°C et 10°C pour la température d'air extérieur en reprenant les exemples ci-dessus. Ce mode de chauffage progressif comprend la régulation de la fréquence de rotation du compresseur en fonction de la température de l'air extérieur. Ainsi, la fréquence de rotation du compresseur est augmentée jusqu'à ce que l'eau sanitaire atteigne une température de consigne. Ceci permet de piloter au plus juste la vitesse du compresseur pour bénéficier des meilleures performances du circuit frigorifique. En effet, l'eau sanitaire est à une température basse ou moyenne en début de chauffe ce qui permet de démarrer la chauffe à une fréquence de rotation basse pour réduire la consommation énergétique. Ensuite, plus la température d'eau sanitaire augmente, plus la fréquence de rotation du compresseur est augmentée pour garantir que la température d'eau sanitaire atteigne la valeur de consigne.
  • Un exemple de régulation du système de stockage et de chauffage est illustré sur les figures 3 et 4. La figure 3 représente un logigramme illustrant un exemple de déclenchement d'une chauffe de l'eau sanitaire. La figure 4 représente un logigramme illustrant un exemple de détermination du mode de chauffage de l'eau sanitaire à la suite d'un déclenchement d'une chauffe de l'eau sanitaire.
  • Le volume d'eau sanitaire dans le ballon de stockage 42 est déterminé 100 au moyen d'une information relative au volume d'eau sanitaire dans le ballon de stockage 42.
  • Le contrôleur 60 détermine ensuite 110 si le volume d'eau sanitaire a atteint une valeur seuil de volume d'eau sanitaire. Cette valeur seuil de volume d'eau est par exemple fixée à 140L pour un ballon de stockage 42 ayant une capacité de 190L.
  • Si le volume d'eau sanitaire est supérieur ou égal à cette valeur seuil de volume d'eau, alors le contrôleur 60 déclenche 120 la chauffe de l'eau sanitaire. En effet, l'atteinte de la valeur seuil de volume d'eau indique qu'une quantité importante d'eau froide est entrée dans le ballon de stockage 42.
  • Si le volume d'eau sanitaire est inférieur à la valeur seuil de volume d'eau, le contrôleur 60 détermine 130 la température d'eau sanitaire dans le ballon de stockage 42 au moyen d'au moins un organe de mesure de température 54. De préférence, cette température est la température d'eau sanitaire en partie supérieure du ballon de stockage 42 de manière à avoir une information plus précise de la température d'eau sanitaire délivrée au circuit d'eau sanitaire.
  • A la suite de la détermination 130 de la température d'eau sanitaire, le contrôleur 60 détermine 140 si la température d'eau sanitaire a atteint une valeur seuil de température d'eau sanitaire. Cette valeur seuil de température est par exemple supérieure ou égale à 40°C. Cette valeur seuil de température est de préférence définie en fonction de la position de l'organe de température 54 considéré pour le déclenchement de la chauffe. Ainsi, plus l'organe de mesure de température est bas dans le ballon de stockage 42, plus la valeur seuil de température est abaissée pour estimer la valeur de température réelle délivrée au circuit d'eau sanitaire. A contrario, plus la position de l'organe de mesure de température est haute, plus la mesure de température est proche de la température réelle de l'eau sanitaire délivrée. Dans ce dernier cas, la valeur seuil de température peut ainsi être définie comme proche de la température d'eau sanitaire de consigne souhaitée par les utilisateurs.
  • Si la température de l'eau sanitaire est inférieure ou égale à cette valeur seuil de température, le contrôleur 60 déclenche 120 la chauffe de l'eau sanitaire. En effet, si la valeur seuil de température a été atteinte cela signifie que la température de l'eau sanitaire n'est pas satisfaisante vis-à-vis de la température d'eau sanitaire de consigne.
  • Si la température de l'eau sanitaire est supérieure à la valeur seuil de température, la chauffe de l'eau sanitaire n'est pas déclenchée et le processus de détermination du déclenchement est remis à zéro. En effet, si la valeur seuil de température n'est pas atteinte cela signifie que la température de l'eau sanitaire est satisfaisante vis-à-vis de la température d'eau sanitaire de consigne.
  • Parallèlement, un déclenchement programmé ou manuel d'une chauffe d'eau sanitaire peut intervenir. Un déclenchement programmé est par exemple un déclenchement planifié à un horaire de la journée ou de la nuit. Un déclenchement manuel correspond à une commande de l'utilisateur. Le déclenchement programmé ou manuel se substitue au processus de détermination du déclenchement de la chauffe d'eau sanitaire décrit en lien avec la figure 3, même si les conditions pour déclencher une chauffe d'eau sanitaire ne sont pas respectées.
  • La figure 4 représente un deuxième processus de détermination, ici de détermination du mode de chauffage de l'eau sanitaire. Les modes de chauffage pouvant être déclenchés par le contrôleur 60 sont un mode de chauffage allongé 230, un mode de chauffage rapide 240 et un mode de chauffage progressif 250.
  • Ce processus est de préférence mis en œuvre par le contrôleur 60 à la suite du déclenchement 120 d'une chauffe d'eau sanitaire. Ce déclenchement 120 peut être soit issu du processus de détermination de la figure 3 soit d'un déclenchement programmé ou manuel.
  • Le contrôleur 60 commence tout d'abord par déterminer 200 si le circuit de fluide de chauffage et/ou de rafraîchissement est en fonctionnement.
  • Si le circuit de chauffage et/ou de rafraîchissement n'est pas en fonctionnement, le mode de chauffage rapide est déclenché.
  • Si le circuit de chauffage et/ou de rafraîchissement est en fonctionnement, la température d'air extérieur est déterminée 205.
  • A la suite de la détermination 205 de la température d'air extérieur, le contrôleur 60 détermine 210 si la température de l'air extérieur est supérieure à la valeur de seuil d'optimisation.
  • Si la température d'air extérieur est supérieure à la valeur de seuil d'optimisation, le contrôleur 60 déclenche 230 la mode de chauffage allongé. En effet, si la température d'air extérieur est supérieure ou égal à cette valeur de seuil d'optimisation, les conditions de température extérieure permettent de bénéficier de bonnes performances du dispositif de chauffage thermodynamique 13. La vitesse du compresseur peut être choisie comme basse pour bénéficier des performances accrues du circuit frigorifique dans ces conditions.
  • Si la température d'air extérieur est inférieure à la valeur seuil d'optimisation, le contrôleur 60 détermine 220 si la température d'air extérieur a atteint la valeur de seuil critique pour l'optimisation.
  • Si la température d'air extérieur est inférieure ou égale à la valeur de seuil critique pour l'optimisation, le contrôleur 60 déclenche 240 un mode de chauffage rapide. La vitesse du compresseur est de préférence élevée pour accélérer la chauffe de l'eau sanitaire.
  • Si la température d'air extérieur est supérieure à la valeur de seuil critique pour l'optimisation, le contrôleur 60 déclenche 250 le mode de chauffage progressif.
  • De manière alternative, le processus de détermination du mode de chauffage de l'eau sanitaire peut être dépourvu de l'étape de détermination 200 lorsque le système de stockage et de chauffage est dépourvu ou n'est pas couplé à un circuit de chauffage et/ou de refroidissement. Dans ce cas, le processus de détermination commence directement avec la détermination de la température d'air extérieur. Les trois modes de chauffage allongé, rapide et progressif peuvent être mis en œuvre également.
    • L'invention prévoit les items suivants :
    • Item 1 : Système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire pour une installation de distribution d'eau sanitaire, ledit système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire comprenant :
      • un ballon de stockage d'eau sanitaire (14) comprenant une entrée et une sortie d'eau sanitaire destinées à être raccordées à un circuit d'eau sanitaire,
      • un échangeur de chaleur (22, 44) d'un dispositif de chauffage thermodynamique (13) pour chauffer de l'eau sanitaire présente dans le ballon de stockage,
      • au moins un organe de mesure de température (54) configuré pour déterminer la température d'eau sanitaire à l'intérieur du ballon de stockage,
      • un organe de détermination (58) d'une information relative au volume d'eau sanitaire entrant ou sortant du ballon de stockage,
      • un contrôleur (60) configuré pour piloter le chauffage de l'eau sanitaire par le dispositif de chauffage thermodynamique en fonction de la température d'eau sanitaire et de l'information représentative du volume d'eau sanitaire entrant dans le ballon de stockage.
    • Item 2 : Système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire selon l'item 1, dans lequel l'échangeur de chaleur est disposé à l'extérieur du ballon de stockage d'eau sanitaire.
    • Item 3 : Système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire selon l'item 1 ou 2, dans lequel le contrôleur est configuré pour déterminer un moment de chauffage optimum en fonction de la température d'eau sanitaire présente dans le ballon de stockage et de l'information représentative du volume d'eau sanitaire entrant dans le ballon de stockage.
    • Item 4 : Système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire selon l'un des items 1 à 3, dans lequel le dispositif de chauffage thermodynamique comprend un compresseur à vitesse variable, le contrôleur étant configuré pour piloter le chauffage de l'eau sanitaire selon au moins deux modes de chauffage : un mode de chauffage rapide et un mode de chauffage allongé.
    • Item 5 : Système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire selon l'un quelconque des items précédents, dans lequel l'organe de détermination d'une information relative au volume d'eau sanitaire injectée dans le ballon de stockage est un débitmètre configuré pour déterminer le débit d'eau sanitaire circulant entre l'entrée et la sortie d'eau sanitaire.
    • Item 6 : Système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire selon l'item 5, dans lequel le débitmètre est disposé au niveau de l'entrée ou de la sortie d'eau sanitaire du ballon de stockage.
    • Item 7 : Système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire selon l'un quelconque des items précédents, dans lequel l'organe de mesure de température est configuré pour mesurer la température d'eau sanitaire présente en partie supérieure du ballon de stockage.
    • Item 8 : Système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire selon l'un quelconque des items précédents, le ballon de stockage définissant en position de fonctionnement une hauteur de stockage le long d'un axe vertical, dans lequel l'organe de mesure de température est disposé entre 50 et 100% de la hauteur de stockage, de préférence entre 60 et 100% de la hauteur de stockage, de manière encore préférée entre 80 et 100% de la hauteur de stockage.
    • Item 9 : Système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire selon l'un quelconque des items précédents, dans lequel le dispositif de chauffage thermodynamique comprend un échangeur de chaleur disposé autour ou à l'intérieur du ballon de stockage pour chauffer de l'eau sanitaire dans le ballon de stockage, l'organe de mesure de température étant disposé au-dessus de l'échangeur de chaleur.
    • Item 10 : Procédé de régulation d'un système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire selon l'un quelconque des items précédents, comprenant les étapes suivantes :
      • mesurer la température d'eau sanitaire dans ballon de stockage,
      • déterminer une information relative au volume d'eau sanitaire dans le ballon de stockage
      • réguler la température de l'eau sanitaire dans le ballon de stockage en fonction de la température d'eau sanitaire et de l'information représentative du volume d'eau sanitaire entrant dans le ballon de stockage.
    • Item 11 : Procédé de régulation selon l'item 10, comprenant en outre la détermination d'un besoin de chauffage de l'eau sanitaire lorsque :
      • le volume d'eau sanitaire dans le ballon de stockage atteint une valeur seuil de volume injectée, et/ou
      • la température d'eau sanitaire dans le ballon de stockage atteint une valeur seuil de température d'eau sanitaire.
    • Item 12 : Procédé de régulation selon l'item 11, comprenant en outre la détermination d'une température d'air extérieur au système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire, le chauffage de l'eau sanitaire étant pilotée par le contrôleur également en fonction de ladite température d'air extérieur.
    • Item 13 : Procédé de régulation selon l'item 12, dans lequel le dispositif de chauffage thermodynamique comprend un compresseur à vitesse variable, ledit procédé de régulation comprenant en outre les étapes suivantes lorsqu'un besoin de chauffage est déterminé :
      • déclencher un mode de chauffage rapide de l'eau sanitaire lorsque la température d'air extérieur et/ou la vitesse du compresseur atteint un seuil critique pour l'optimisation du chauffage de l'eau sanitaire,
      • déclencher un mode de chauffage allongé de l'eau sanitaire lorsque la température d'air extérieur et/ou la vitesse du compresseur atteint un seuil d'optimisation.
    • Item 14 : Procédé de régulation selon l'item 13, comprenant en outre l'étape suivante lorsqu'un besoin de chauffage est déterminé :
      • déclencher un mode de chauffage progressif de l'eau sanitaire lorsque la température d'air extérieur et/ou la vitesse du compresseur atteint un seuil se situe entre les seuils critique et d'optimisation, la fréquence de rotation du compresseur à vitesse variable étant augmentée progressivement durant ce mode de chauffage jusqu'à ce que l'eau sanitaire atteigne une température de consigne.
    • Item 15 : Procédé de régulation selon l'item 13 ou 14, dans lequel le système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire comprend un circuit de fluide de chauffage et/ou de rafraîchissement d'un local, ledit procédé de régulation comprenant en outre les étapes suivantes :
      • déterminer un état de fonctionnement du circuit de fluide de chauffage et/ou de rafraîchissement d'un local,
      • déclencher le mode de chauffage allongé de l'eau sanitaire si aucune commande de chauffage ou de rafraîchissement n'est en cours et qu'un besoin de chauffage de l'eau chaude sanitaire est déterminé.

Claims (11)

  1. Procédé de régulation d'un système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire pour une installation de distribution d'eau sanitaire, ledit système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire comprenant :
    - un ballon de stockage d'eau sanitaire (14) comprenant une entrée et une sortie d'eau sanitaire destinées à être raccordées à un circuit d'eau sanitaire,
    - un dispositif de chauffage thermodynamique (13) comprenant un échangeur de chaleur (22, 44) pour chauffer de l'eau sanitaire présente dans le ballon de stockage, ledit dispositif de chauffage thermodynamique comprenant en outre un compresseur à vitesse variable,
    - au moins un organe de mesure de température (54) configuré pour déterminer la température d'eau sanitaire à l'intérieur du ballon de stockage,
    - un organe de détermination (58) d'une information relative au volume d'eau sanitaire entrant ou sortant du ballon de stockage,
    - un contrôleur (60) configuré pour piloter le chauffage de l'eau sanitaire par le dispositif de chauffage thermodynamique en fonction de la température d'eau sanitaire et de l'information représentative du volume d'eau sanitaire entrant dans le ballon de stockage,
    ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
    - mesurer la température d'eau sanitaire dans ballon de stockage,
    - déterminer une information relative au volume d'eau sanitaire dans le ballon de stockage
    - déterminer d'une température d'air extérieur au système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire,
    - réguler la température de l'eau sanitaire dans le ballon de stockage en fonction de la température d'eau sanitaire, de l'information représentative du volume d'eau sanitaire entrant dans le ballon de stockage et de la température d'air extérieur,
    ledit procédé comprenant également la détermination d'un besoin de chauffage de l'eau sanitaire lorsque :
    * le volume d'eau sanitaire dans le ballon de stockage atteint une valeur seuil de volume injectée, et/ou
    * la température d'eau sanitaire dans le ballon de stockage atteint une valeur seuil de température d'eau sanitaire,
    ledit procédé comprenant en outre, lorsqu'un besoin de chauffage est déterminé, les étapes suivantes :
    - déclencher un mode de chauffage rapide de l'eau sanitaire lorsque la température d'air extérieur et/ou la vitesse du compresseur atteint un seuil critique pour l'optimisation du chauffage de l'eau sanitaire,
    - déclencher un mode de chauffage allongé de l'eau sanitaire lorsque la température d'air extérieur et/ou la vitesse du compresseur atteint un seuil d'optimisation.
  2. Procédé de régulation selon la revendication 1, dans lequel l'échangeur de chaleur est disposé à l'extérieur du ballon de stockage d'eau sanitaire.
  3. Procédé de régulation selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le contrôleur est configuré pour déterminer un moment de chauffage optimum en fonction de la température d'eau sanitaire présente dans le ballon de stockage et de l'information représentative du volume d'eau sanitaire entrant dans le ballon de stockage.
  4. Procédé de régulation selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le dispositif de chauffage thermodynamique comprend un compresseur à vitesse variable, le contrôleur étant configuré pour piloter le chauffage de l'eau sanitaire selon au moins deux modes de chauffage : un mode de chauffage rapide et un mode de chauffage allongé.
  5. Procédé de régulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'organe de détermination d'une information relative au volume d'eau sanitaire injectée dans le ballon de stockage est un débitmètre configuré pour déterminer le débit d'eau sanitaire circulant entre l'entrée et la sortie d'eau sanitaire.
  6. Procédé de régulation selon la revendication 5, dans lequel le débitmètre est disposé au niveau de l'entrée ou de la sortie d'eau sanitaire du ballon de stockage.
  7. Procédé de régulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'organe de mesure de température est configuré pour mesurer la température d'eau sanitaire présente en partie supérieure du ballon de stockage.
  8. Procédé de régulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, le ballon de stockage définissant en position de fonctionnement une hauteur de stockage le long d'un axe vertical, dans lequel l'organe de mesure de température est disposé entre 50 et 100% de la hauteur de stockage, de préférence entre 60 et 100% de la hauteur de stockage, de manière encore préférée entre 80 et 100% de la hauteur de stockage.
  9. Procédé de régulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de chauffage thermodynamique comprend un échangeur de chaleur disposé autour ou à l'intérieur du ballon de stockage pour chauffer de l'eau sanitaire dans le ballon de stockage, l'organe de mesure de température étant disposé au-dessus de l'échangeur de chaleur.
  10. Procédé de régulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre l'étape suivante lorsqu'un besoin de chauffage est déterminé :
    - déclencher un mode de chauffage progressif de l'eau sanitaire lorsque la température d'air extérieur et/ou la vitesse du compresseur se situe entre les seuils critique et d'optimisation, la fréquence de rotation du compresseur à vitesse variable étant augmentée progressivement durant ce mode de chauffage jusqu'à ce que l'eau sanitaire atteigne une température de consigne.
  11. Procédé de régulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système de stockage et de chauffage d'eau sanitaire comprend un circuit de fluide de chauffage et/ou de rafraîchissement d'un local, ledit procédé de régulation comprenant en outre les étapes suivantes :
    - déterminer un état de fonctionnement du circuit de fluide de chauffage et/ou de rafraîchissement d'un local,
    - déclencher le mode de chauffage allongé de l'eau sanitaire si aucune commande de chauffage ou de rafraîchissement n'est en cours et qu'un besoin de chauffage de l'eau chaude sanitaire est déterminé.
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