FR2470533A1 - Procede et dispositif de climatisation de serres - Google Patents

Abstract

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CLIMATISATION DE SERRES. CE DISPOSITIF COMPREND UN CIRCUIT FERME COMPORTANT DES GAINES 3 MONTEES EN PARALLELE ENTRE UN COLLECTEUR D'ENTREE 4 ET UN COLLECTEUR DE SORTIE 5 ET UN PREMIER RESERVOIR DE STOCKAGE 7 D'UN LIQUIDE CALOPORTEUR CHAUD, ET UNE POMPE A CHALEUR 10 POUR RECHAUFFERLEDIT LIQUIDE CALOPORTEUR AU CONTACT DU CONDENSEUR 11 DE LA POMPE. IL EST CARACTERISE EN CE QU'IL COMPORTE EN OUTRE AU MOINS UN DEUXIEME RESERVOIR DE STOCKAGE 15 DE LIQUIDE CALOPORTEUR FROID, DES MOYENS POUR REFROIDIR LE LIQUIDE DE CE DEUXIEME RESERVOIR AU CONTACT DE L'EVAPORATEUR 13 DE LADITE POMPE A CHALEUR 10 ET DES MOYENS POUR FAIRE CIRCULER SUCCESSIVEMENT DANS UN LIQUIDE CHAUD PRELEVE DANS LE PREMIER RESERVOIR 7 UN LIQUIDE FROID PRELEVE DANS LE DEUXIEME RESERVOIR 15. APPLICATION A LA REALISATION DE DISPOSITIFS POUR CLIMATISER DES SERRES.

Description

La présente invention a pour objet des procédés et des dispositifs pour climatiser des serres.

Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des installations de climatisation de serres ou tout autre abri analogue destiné a la culture de végétaux.

On connais déjà des installations de chauffage et de climatisation de serres comportant des échangeurs constitués par des gaines aplaties posées sur le sol entre les rangées de plantes.

Pendant la nuit et les périodes froides, on fait circuler dans ces gaines une eau tiède, dont la témpérature peut être comprise par exemple entre 150 et 480, afin de réchauffer le sol et látmosphdre interne à la serre Pendant les heures ensoleillées, on peut faire circuler dans ces gaines de l'eau fraiche, par exemple de lUeau a une température comprise entre 50 et 150, afin de rafraichir l'intérieur de la serre.

Dans ce cas, pendant les périodes ensoleillées, les gaines font fonction de capteurs et l'eau réchauffée qui sort des gaines peut être recueillie dans un bassin dsaccu- mulation de calories pour être réutilisée pour le chauffage.

pendant la nuit. Cela est dû en particulier a la forme aplatie de ces gaines qui présentent une section de passage ayant une faible håuteur, mais une largeur importante De telles gaines sont par exemple décrites dans la demande de brevet français no EN 74 01888 du. 21 janvier 1974
Comme la température de l'eau du bassin nest pas toujours suffisamment élevée pour les besoins. du chaude fage, on a déja proposé d'équiper celuici d'une pompe a chaleur qui permet d'élever la température de l'eau contenue dans le bassin d'eau chaude A ce jour, dans les installa- tions de ce type, l'évaporateur de la pompe pompe à chaleur est alimenté avec de l'eau qui est pompée, par exemple, dans une nappe phréatique, à une température de l'ordre de 10 a 150 et qui est rejetée après avoir circule au contact de l'évaporateur en cédant une partie de sa chaleur sensible.

La demande de brevet français antérieure nO .74 24943 décrit une telle installation.

La présente invention a pour objet des procédés et dispositifs qui perfectionnent l'installation décrite dans ce brevet antérieur.

Un objectif de la présente invention est de procurer des moyens perfectionnés permettant de mieux climatiser les serres au moyen d'une pompe à chaleur en récupérant une plus grande quantité de calories et en ayant la possibilité de maintenir a I'intérieur de la serre une température plus basse pendant les périodes d'ensoleillement.

Un autre objectif-- de la présente invention est de procurer des moyens pour climatiser les serres qui permettent de récupérer des calories par condensation de la vapeur d'eau produite par l'évapotranspiration des plantes et par l'évaporation du sol et de récupérer également l'eau condensée.

L'invention a pour objet des dispositifs pour climatiser des serres qui comportent, de fagon connue, des échangeurs constitués par des gaines plates, à parois souples et minces, posées sur le sol de la serre , un circuit fermé comprenant lesdites gaines montées en paral lèle- entre un collecteur d'entrée et un collecteur de sortie et un premier réservoir de stockage d'un liquide caloporteur chaud et une pompe a chaleur pour réchauffer ledit liquide caloporteur au contact du condenseur de la pompe à chaleur,
Les objectifs de l'invention sont atteints au moyen d'un dispositif qui comporte au moins en plus un deuxième réservoir de stockage de liquide caloporteur froid, des moyens pour refroidir le liquide de ce deuxième réservoir au contact de l'évaporateur de la pompe et des moyens pour faire circuler successivement dans lesdites gaines échangeuses, soit du liquide chaud prélevé dans le premier réservoir pendant les périodes de chauffage de la serre, soit du liquide froid prélevé dans le deuxième bassin pendant les periodes de refroidissement de la serre.

De préférence, les deux réservoirs sont deux bassins creusés dans. le sol qui comportent dans leur fond un lit filtrant et une conduite d'interconnection des deux bassins dont les deux extrémités sont noyées dans ledit lit filtrant pour maintenir une égalité des niveaux.

Selon un mode de réalisation, le collecteur de sortie est connecté par l'intermédiaire d'une vanne trois voies sur les deux bassins, de sorte que pendant les périodes de refroidissement, l'eau sortant des.gaines échangeuses peut être envoyée vers l'un ou l'autre des deux bassins.

Selon un autre mode de réalisation de l'installation, on relie le collecteur de sortie des gaines a une piscine de répartition seau, cette piscine pouvant être reliée sélectivement par des conduites au réservoir chaud, au réservoir froid ou directement au collecteur d'entrée des gaines selon la température de l'eau a la sortie des gaines et la température de la serre.

Selon ce même mode de réalisation, on peut prévoir une piscine a l'air libre pour refroidir partiellement l'eau dans le réservoir de stockage chaud avant d'envoyer cette eau dans le collecteur d'entrée des gaines.

De préférence, un dispositif selon l'invention comporte en outre, un ventilateur qui aspire l'air intérieur à une extrémité de la serre ; une batterie de condensation a travers laquelle passe l'air aspiré par le ventilateur, laquelle batterie est refroidie par du liquide qui est prélevé dans le deuxième réservoir froid et qui retourne a ce deuxième réservoir et un circuit pour recycler l'air sortant de la batterie et pour l'introduire dans la serre a l'extrémité opposée a l'aspiration.

Ce dispositif comporte, en outre, un réservoir pour recueillir les condensats se formant sur la batterie afin de les utiliser comme eau d'arrosage des plantes cultivées dans la serre.

Selon un autre mode perfectionné de réalisation de l'invention, le dispositif comprend de plus un dispositif de réchauffement de l'eau froide, placé à l'extërieur de la serre et consistant en des capteurs de récupération solaire, ce qui permet d'augmenter la capacité de refroidissement par rayonnement nocturne.

La présente invention a également pour objet un procédé de climatisation d'une serre au moyen d'un dispositif comprenant des gaines de circulation d'eau dans la serre et au moins un réservoir de stockage d'eau chaude et un réservoir de stockage d'eau froide, et une pompe a chaleur, caractérisé en ce que, en même temps que l'on chauffe l'eau du premier réservoir, on refroidit l'eau d'un deuxième réservoir au contact de.l'évaporateur de la pompe à chaleur et pendant les heures chaudes, on utilise l'eau froide du deuxième réservoir pour refroidir la serre et pour récupérer des calories.

La présente invention a encore pour objet un procédé pour climatiser une serre au moyen d'une installation comportant un réservoir de stockage d'eau refroidie par une pompe à chaleur du type précédent, procédé selon lequel pendant les périodes ensoleillées, on aspire a l'intérieur de la serre l'air chargé de vapeur d'eau, on fait passer cet air sur une batterie de condensation refroidie par de l'eau provenant dudit réservoir de stockage, on recycle l'eau sortant de la batterie dans le réservoir afin dé récupérer la chaleur latente de condensation et on récupère les condensats de la batterie que l'on utilise comme eau d'arrosage.

La présente invention a pour résultat de nouveaux dispositifs de climatisation de serres et autres abris de culture de végétaux analogues.

Un avantage important des installatiom selon l'invention réside dans le fait que, sans aucune dépense d'énergie supplémentaire, grâce au sotckage dans un deuxième bassin de l'eau qui se refroidit au contact de l'evapo- rateur de la pompe a chaleur pendant la nuit, on obtient une réserve d'eau très fraiche par exemple de l'eau ayant une température comprise entre 50 et 150.

Pendant les heures ensoleillées de la journée, on peut faire circuler cette eau fraiche dans les gaines échangeuses; ce qui permet d'obtenir un très bon refroidissement de la serre. De plus, comme l'eau est fraiche et ue les gaines jouent le rôle d'un capteur solaire, l'eau capte les calories avec un très bon rendement. L'eau réchauffée sortant des gaines peut être envoyée directement au premier bassin d'eau chaude, de sorte que l'eau du deuxième basse reste fraiche.

L'interconnection entre les deux bassins permet d'égaliser sensiblement les niveaux sans égaliser les températures grâce a la stratification de l'eau froide dans le lit filtrant qui est composé par exemple de sable ou de graviers.

Selon les périodes de l'année, les besoins plus ou moins grands en calories ou en frigories et les températures relatives, l'eau qui sort du collecteur retour peut être envoyée vers le bassin chaud si elle est suffisamment chaude ou vers le bassin froid si elle est trop fraiche.

Dans le cas où l'eau qui alimente les bassins est prélevée par des puits dans une nappe phréatique, pendant les périodes où l'on capte dans la journée une quantité de calories supérieure aux besoins du chauffage pendant la nuit, on peut réinjecter dans la nappe, pendant la journée, une partie de l'eau chaude sortant du collecteur retour au moyen d'un puits de réinjection.

Dans le cas où l'on pompe l'eau dans une nappe phréatique, un avantage important d'un dispositif selon l'invention réside dans le fait qu'il réduit dans de très grandes proportions la quantité d'eau qu'il est nécessaire de pomper Si onlecompare aux installations dans lesquelles l'évaporateur de la pompe a chaleur est refroidi par une circulation d'eau qui est rejetée.

Un autre avantage très important des disposai tifs selon l'invention réside dans le fait que grâce a la présence d'un réservoir d'eau fraiche, on peut alimenter une batterie de condensation et faire passer sur celle-ci l'air chargé d'humidité aspiré dans la serre.

Grâce à cette batterie de condensation, on récupère la chaleur de condensation de la vapeur d'eau contenue dans l'air, c'est- -dire une grande partie de l'énergie qui a été consommée dans la serre pour produire l'évapotranspiration des plantes et l'évaporation du sol.

La serre et la batterie de condensation forment un cycle thermique dont la serre constituerait l'évaporateur et la batterie le condenseur. La quantité de vapeur d'eau quise condense est d'autant plus grande que la batterie de condensation est plus froide et un tel dispositif peut fonctionner avec un rendement intéressant grâce a la réserve d'eau fraiche contenue dans le deuxième bassin.

Certes, des batteries de condensation ont déjà été utilisées dans les installations de climatisation des bâtiments pour abaisser le degré hygrométrique de l'air ambiant. Toutefois, dentelles batteries de condensation n'ont pas été utilisées a ce jour pour climatiser des serres par suite de la dépense élevée que cela entraînait. En effet, dans une serre, l'air est constamment saturé d'humidité par suite de l'évapotranspiration des plantes. Les dispositifs selon l'invention constituent une application nouvelle des batteries de condensation a la climatisation des serres.Cette application nouvelle a été rendue possible grâce a l'adaptation qui consiste a utiliser un deuxième bassin d'eau froide qui est refroidi par l'évaporateur de la pompe à chaleur pendant que celle-cifournit de l'eau chaude pour le chauffage nocturne de telle sorte que cette réserve d'eau froide est obtenue sans dépense supplémentaire.

La présence d'une batterie de condensation permet de diminuer sensiblement la témpérature et l'hygro métrie de l'atmosphère a l'intérieur de la serre, ce qui est très favorable a la culture, car on augmente ainsi très sensiblement la durée du cycle de photosynthèse pendant la journée en lumière froide. On assure ainsi une certaine régulation de l'humidité relative de l'air dans la serre.

Grâce a la récupération pendant la journée de chaleur sensible au moyen des gaines échangeuses et de chaleur latente de condensation dans la batterie de conden sation, on peut arriver'aisément a récupérer 70% a 80% de l'énergie calorifique reçue par la serre, soit environ 1,2 a 1,5 thermie par m2, c'est- -dire une quantité de calories supérieure aux besoins de chauffage nocturne.

On peut réinjecter des calories dans la nappe phréatique pendant les journées ensoleillées, de sorte que la température de l'eau de la nappe reste relativement élevée pendant les journées froides.

Un autre avantage très important dû a la présence d'une batterie de condensation réside dans le fait qu'on récupère les condensats qui sont une eau distillée très pure qui convient particulièrement bien pour alimenter des dispositifs d'arrosage du type goutte a goutte.

De plus, la quantité d'eau nécessaire a l'arrosage est réduite. En effet, l'évaporation du sol et l'évapotranspiration des plantes sont diminuées dans la journée grâce a la climatisation par les gaines et par la batterie de condensation qui permettent de maintenir la température de l'atmosphère et du sol a l'intérieur de la serre relativement basse.

On peut ajouter que les gaines aplaties reposant sur le sol sont très favorables pour la culture des plantes. En effet, d'une part elles chauffent le sol pour l'empêcher de geler, mais surtout elles chauffent ou refroidissent l'air au niveau des tiges des plantes à cultiver, ce qui favorise leur croissance.

Ainsi, les dispositifs selon l'invention conviennent particulièrement bien aux serres installées dans des contrées sèches et.très ensoleillées ou l'eau est rare.

De toute façon, l'invention sera mieux comprise a la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de mise en oeuvre de l'invention donnés a titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles on a représenté
- sur la figure 1 une vue en perspective de l'ensemble de l'installation de climatisation comprenant un premier circuit de répartition de l'eau, et
- sur la figure 2, un schéma simplifié montrant un deuxieme circuit de répartition de l'eau pour l'installation de climatisation représentée sur la figure 1.

Le repère 1 désigne une serre ou tout autre abri analogue, de tout type à l'intérieur duquel sont cultivEs des végétaux 2. Cette serre comporte, de façon connue, des gaines échangeuses 3, posées sur le sol, entre les rangées de plantes. Les gaines 3 sont des gaines aplaties, a parois minces et souples. Elles'sont connectées en parallèle entre un collecteur aller 4 et un collecteur retour 5.

Pour chauffer la serre pendant la nuit ou pendant les heures froides de la journée, une pompe 6 prélève de l'eau chaude ou tiède dans un réservoir de stockage 7 qui est par exemple un bassin creusé dans le sol et habillé d'un revêtement isolant et étanche. La pompe 6 .envoie l'eau chaude vers le collecteur aller 4 par une conduite 8. L'eau circule dans les gaines 3 sous forme d'un film, revient vers le collecteur retour 5 puis vers le bassin 7 par une canalisation 9.

L'eau du bassin 7 est par exemple à une température comprise entre -150 et 400-.et: l'expérience montre que grâce au chauffage par des gaines minces posées sur le sol, une telle température, relativement basse est suffisante pour eviter le gel des plantes.

Afin d'élever la température de l'eau contenue dans le bassin 7, on utilise une pompe à chaleur 10. Le repère 11 représente le condenseur du circuit thermique de la pompe, le repère 12 représente un détendeur ou une vanne de détente thermostatique et le repère 13 représente l'évaporateur du circuit thermique de la pompe. Une pompe de circulation 14 prélève -l'eau du bassin 7 et la fait circuler au contact du condenseur 11 où elle s'échauffe avant de retourner au bassin 7. Une telle installation est bien connue.

En variante, le condenseur peut être noyé dans l'eau du bassin 7, ce qui permet de supprimer la pompe 14.

Selon une autre variante, la pompe 6 est sup
primée et l'eau qui a été prélevée dans le bassin 7 par la
pompe 14 et qui a été réchauffée dans le condenseur 11 est
envoyée directement vers le collecteur aller 4.

Le dispositif selon l'invention comporte un deuxième réservoir 15, dit réservoir d'eau froide, qui est également, de préférence, un bassin creusé dans le sol et garni d'un revêtement isolant et étanche.

Les deux bassins 7 et 15 comportent, de pré semence, une couverture 16 isolante thermique, par exemple une couverture composée de flotteurs isolants ou un film isolant tendu au-dessus de la surface de l'eau.

Pendant que la pompe 10 fonctionne, une pompe de circulation 17 prélève de l'eau dans le bassin 15, fait circuler celle-ci dans l'évaporateur 13 et l'eau refroidie retourne au bassin 150 Ainsi, lorsque la pompe 10 fonctionne, elle refroidit l'eau du bassin 15 en même temps qu'elle réchauffe celle du bassin 7, la pompe effectuant un transfert de calories d'un bassin a l'autre et ce transfert s'effectue avec un très bon rendement du fait que les températures des deux bassins ne sont pas très différentes.L'eau du bassin 15 est de l'eau fraiche a une température comprise par exemple entre quelques degrés et 150cl
Le bassin 15 est alimente en eau neuve par tout moyen, par exemple, partir d'une nappe phréatique par une pompe immergée 18 située dans le fond d'un puits ou d'un forage 19.

Comme l'eau du bassin 15 est recyclée, la consommation en eau neuve est réduite.

Le fond des deux bassins 7 et 15 est garni d'un lit filtrant 20 de sable et/ou de graviers et les deux bassins sont interconnectés par une canalisation 21 qui débous che a ses deux extrémités a l'intérieur du lit filtrants Les lits filtrants ont pour effet de faciliter la stratification de l'eau dans les deux bassins, de sorte que la couche d'eau située dans le fond des deux bassins est de l'eau relativement froide. Grâce a l'interconnection 21, les niveaux dans les deux bassins s'équilibrent lentement et grâce å la stratifica tion, cet équilibrage des volumes d'eau se fait sans transfert notable de calories d'un bassin a l'autre.

Dans l'exemple représenté, le bassin chaud 7 comporte une colonne de tranquilisation 22 qui penètre dans le lit filtrant et qui est perforée dans sa partie inférieure.

Les retours d1eau chaude provenant du condenseur 11 et du collecteur 5 se font a l'intérieur de la colonne 22.

L'aspiration de la pompe 6 est également a l'intérieur de la colonne 22 où l'eau est plus chaude que dans le bassin
Les niveaux de l'eau dans la colonne et dans le bassin s'équilibrent grâce aux perforations de la partie inférieure de la colonne. Cette colonne évite que l'agitation de lteau due aux retours d'eau ne crée des courants de convection dans le bassin 7 qui. empêcheraient la stratification de l'eau.

On a représenté un puits ou un forage 23 de réinjection d'eau chaude dans la nappe phréatique lorsque la quantité de calories récupérées excède les besoins du chauffage.

Le circuit de retour d'eau chaude partant du collecteur de sortie 5 comporte une vanne a trois voies 24 qui permet d'orienter l'eau chaude soit vers le puits 23, soit vers les bassins. Une deuxième vanne a trois voies 25 permet, pendant le jour, de recycler l'eau de refroidissement sortant des gaines, soit vers le bassin chaud 7 si elle est plus chaude que l'eau du bassin, soit vers le bassin froid 15 dan le cas contraire.

L'eau qui circule dans les gaines 3 pendant la journée est de l'eau froide prélevée dans le bassin froid 15. Une vanne a trois voies 26 permet d'envoyer pendant la journée l'eau froide pompée dans le bassin 15 par la pompe 17 vers le collecteur d'entrée 4 des gaines.Une deuxième vanne à trois voies 27 permet alors d'interrompre la circulation d'eau chaude dans les gaines et de la remplacer par de l'eau froide afin de climatiser la serre. Comme l'eau du bassin 15 a été refroidie pendant la nuit, lorsque la pompe a chaleur 10 a fonctionné, cette eau est très fraiche et la climatisation de la serre par les gaines 3 est d'autant plus efficace ainsi d'ailleurs que la récupération de. calories.

Dans l'exemple représenté, la même pompe 17 sert a alimenter l'évaporateur 13 et a faire circuler l'eau froide dans les-gaines 3.

Normalement, pendant la journée, la pompe La chaleur 10 ne fonctionne pas et l'eau froide circule a travers l'évaporateur 13 sans se refroidir. En variante, on peut évidemment utiliser une pompe de circulation indépendante pour alimenter les gaines 3 en eau froide pendant la journée. On peut alors supprimer la pompe 17 et plonger
l'évaporateur 13 directement dans l'eau du bassin 15.

Pendant la journée, on prélève donc de l'eau froide dans le bassin 15 et, scelle-ci sort suffisamment chaude des gaines 3, on peut envoyer directement dans le bassin 7, ce qui présente l'avantage de ne pas réchauffer progressivement l'eau du bassin 15. Cette solution est possible grâce a l'interconnexion 21 qui rétablit l'équilibre des niveaux entre les deux bassins.

La serre 1 comporte un ventilateur 28 et un réseau de gaines 29 qui aspirent pendant la journée l'air intérieur dans la serre, a une extrémité de celle-e8 et qui
le recyclent a l'extrémité opposée & l'aspiration, de sorte qu'il se produit un balayage a l'intérieur de la serre.

L'air aspiré, qui est chaud et humide, traverse une batte- rie de condensation 30 qui comporte des tubes a ailettes a travers lesquels passe l'air et dans lesquels circule de
l'eau fraiche venant du bassin froid 15 par le tube 31.

Cette eau se réchauffe a travers la batterie en récupérant
la chaleur de condensation et elle retourne au bassin 15 par
le tube 32, de sorte que l'on récupère dans le bassin 15 la chaleur de condensation qui élève progressivement la tempé- rature du bassin 15 pendant la journée. Les calories ainsi récupérées sont transférées au bassin 7 pendant la nuit par
la pompe a chaleur lO.Si cela est nécessaire pendant certaines journées très chaudes, on peut faire fonctionner la pompe a chaleur 10 pendant la journée pour refroidir l'eau du bassin 15. Les condensats de la batterie 30 sont récup6- rés dans un bassin 33 par une goulotte 34 et cette eau
distillée est utilise pour l'arrosage goutte a. goutte des
plantes 2.

Le fonctionnement normal de l'installation
qu'on vient de décrire est le suivant-
Pendant la nuit, la pompe 6 fait circuler dans
les gaines 3 de l'eau chaude prélevée dans le bassin 7.

La pompe à chaleur 10 permet de réchauffer l'eau du bassin 7 à une température comprise entre 200 et 400, en transférant & celle-ci des calories prélevées a l'eau du bassin 15 qui se refroidit une température comprise entre quelques degrés et 150.

Pendant la journée, la pompe 17 prélève de l'eau froide dans le bassin 15 et fait circuler celle-ci dans les gaines 3, ce qui a pour effet de refroidir la serre et de récupérer avec un très bon rendement, de l'énergie solaire qui est stockée sous forme calorifique, soit directement dans le réservoir 7, soit dans le réservoir 15 selon la température a laquelle l'eau sort des gaines 3. De même, la pompe 17 fait circuler pendant la journée de l'eau froide du bassin 15 dans la batterie de condensation 30, ce qui permet de récu pérer la chaleur latente de condensation, de refroidir la serre, de diminuer le degre hygrométrique dans la serre et de récupérer par un autre circuit l'eau de condensation.Si la température de l'eau du bassin 15 devient trop élevée dans la journée, par exemple si elle dépasse 150; on peut mettre en route la pompe 10, ce qui a pour effet de transférer des calories du bassin 15 vers le bassin 7, avec un très bon rendement de la pompe a chaleur.

On a représenté sur l'aspiration de la pompe. 6 une vanne a trois voies 35 et une canalisation d'aspiration 36 qui aspire dans le bassin 15. La vanne 35 est une vanne mélangeuse thermostatique qui est commandée par un thermostat 37 situé a l'intérieur de la serre et qui permet de régler les proportions d'eau chaude et d'eau froide en fonction de la température dans la serre, de sorte que l'on peut réguler celle-ci sans arrêter les pompes de circulation, ce qui permet un fonctionnement plus régulier.

Sur la figure-2, on trouve un schéma représen- tant plus en détail les circuits d'alimentation des gaines souples et de gestion des stocks d'eau chaude et d'eau froide.

Ces circuits comportent certains perfectionnements assurant une meilleure régulation de la température de la serre.

Sur cette figure, on retrouve les gaines 3 avec leur collecteur d'entrée 4 et leur collecteur de sortie 5, l'ensemble étant logé dans la serre 1. On retrouve également le bassin de stockage d'eau chaude 7'; le bassin de stockage d'eau froide 15' ainsi que la pompe à chaleur 10D o La pompe a chaleur 10' comprend bien sûr l'évaporateur 130 et le condenseur 11', chacun étant muni d'une entrée E et d'une sortie S.

Selon le présent mode de réalisation perfectionné, le collecteur de sortie 5 des gaines 3 débouche dans une piscine 50 de répartition de l'eau en fonction de sa température. De même, l'entrée du collecteur d'entrée 4 est raccordée à la sortie d'une cuve à débordement 52. On trouve donc un réservoir supplémentaire à l'entrée et à la sortie des gaines 3 d'une part pour alimenter celles-ci avec de l'eau à une température adéquate en fonction des conditions météorologiques et d'autre part, pour distribuer l'eau de façon rationnelle à la sortie des gaines 3 en fonction de la température de sortie d'eau.

Dans ce circuit, on trouve également une piscine 54 à ciel ouvert permettant d'obtenir éventuellement un refroidissement de l'eau dite Chaude". La figure comporte bien sûr également les conduites, vannes et pompes nécessaires aux liaisons entre les éléments actifs du circuit. La piscine de répartition 50 est munie d'une-conduite de sortie 56 pourvue de la pompe P1. Cette conduite 56 peut être raccordée au stockage chaud 7 > par les vannes à trois voies EV1 et EV2 et les conduites 58 et 60. De même, la conduite 56 peut être raccordée au stockage froid 158 par les vannes à trois voies EVl, EV2 et EV3 et les conduites 58, 62 et 64.

Comme dans le mode de réalisation prédédent, le stockage froid peut être raccordé a l'évaporateur 13' par les conduites 66, 68 et la pompe P2, alors que le stockage chaud peut être raccordé au condenseur 11' par les conduites 70, 72 et 74, les vannes EV5 et EV6, et la pompe
P3. Le stockage froid 15' est directement raccordé à la cuve a débordement 52 par la conduite 76 alors que.le stockage chaud 7' est raccordé a la cuve 52 par les conduites 78 et 80 et la vanne à trois voies EV4. En outre, les conduites 82, 62, 84, 58 et 86 ainsi que les vannes EV3,
EV2 et EV1 permettent de raccorder la sortie du stockage chaud 7' à l'entrée de la piscine de refroidissement 54, tandis que la conduite 84 avec sa vanne Vu ainsi que les.

conduites 62, 82, 78 et 80 relient la sortie de la piscine 54 à la cuve à débordement 52. Des conduites de trop plein 88 et 90 sont prévues pour la cuve 52 et la piscine 54.

Enfin, la conduite 92 relie la sortie de la cuve 52 au collecteur d'entrée 4' tandis que la conduite 94 relie le collecteur de sortie 5' à la piscine de répartition 50.

On va maintenant décrire les diverses phases de fonctionnement de l'installation en fonction des conditions de températures qui peuvent se présenter.

a) La température de l'eau dans la piscine 50 est la température désirée pour la serre. La piscine 50- est directement reliée a la cuve à débordement 52 par les conduites 56, 58, 62, 82, 78 et 80. L'eau va donc directement dans les gaines 3.. Simultanément, si les températures d'eau dans les stockages 7' et 15' ne sont pas jugées convenables en cas de besoin de destockage, on relie alors les stockages 7' et .î5' a la pompe a chaleur 10'-par les circuits déjà indiqués.

b) L'eau dans les gaines 3 est trop élevée.

On alimente la cuve 52 à partirdu stockage froid 15' par le circuit déjà décrit. L'eau qui s'est échappée et qui est recueillie dans la piscine 50 est renvoyée dans le stockage chaud 7'. Simultanément, si l'on considère que l'eau du stockage 15' n'est pas assez froide, on fait fonctionner la pompe à chaleur 10'.

c) L'eau qui circule dans les gaines 3 provient du stockage froid 15', mais l'eau recueillie dans la pis cine 50 n'est pas assez chaude. Elle est alors restockée dans le stockage froid 15'. Il peut alors être nécessaire de faire fonctionner la pompe à chaleur pour refroidir l'eau du stockage froid 15'.

d) La température dans la serre est trop faible. On relie la cuve 52 au stockage chaud 7'. L'eau recueillie dans la piscine 50 n'est pas assez chaude pour être restockée dans 7'. On la renvoie donc dans 15'. On peut alors éventuellement être amené à faire fonctionner la pompe à chaleur 10' pour refroidir l'eau dans le stockage 15'.

e) L'eau qui circule dans les gaines vient du stockage 7'. A la sortie des gaines, l'eau est réutilisable.

Elle est alors restockée dans la réservoir 7'. Il peut cependant être utile de réchauffer légèrement l'eau dans le stockage chaud 7' en faisant fonctionner la pompe à chaleur 10'.

f) L'eau dans le stockage 7' est trop, chaude pour être envoyée dans les gaines, compte tenu de la température de la serre. La sortie du stockage chaud 7' est raccordée à la piscine 54 de refroidissement. Celle-ci est raccordée à la cuve à débordement 52. Si l'eau à la sortie des gaines est trop froide, elle est restituée au stockage froid 15'.

On voit donc que grâce a ce mode de rdalisa- tion, on a une très bonne "gestion" de l'eau chaude et que l'appoint en chaleur n'intervient que lorsqu'on est sur que la température de l'eau chaude est insuffisante. De plus,par l'intervention de la pompe à chaleur, on dispose en permanence d'une réserve d'eau chaude et d'eau froide directement accessibles.Enfin, dans certaines conditions favorables, l'eau à la sortie des gaines peut être directement recyclée dans celle-ci sans passage par les réservoirs de stockage 7' et 15'.

Selon un autre mode perfectionné de réalisation de l'invention, il peut être intéressant de prévoir à l'extérieur de la serre un réseau de capteurs solaires dans lesquels circule de l'eau. Plus précisément, on peut ajouter un réseau de gaines du type décrit dans le brevet EN 74 01888 ou autres échangeurs simples à bon marché, placé a l'extérieur de la serré et raccordé,en cas de besoin, le jour au bassin froid pour le réchauffer en- vue de fournir des calories a l'évaporateur de la pompe a chaleur, ou la nuit au bassin chaud pour évacuer l'excès de calories fournies au condensateur de la pompe a chaleur quand celle-ci utilise son évaporateur pour le conditionnement hygrothermique de la serre.

Claims (9)

RE5IENDIC'ATIONS 1 Dispositif pour cl.imatiser des serres ou abris comportant des échangeurs constitués par des gaines plates, à parois souples et minces, posées sur le sol de la serre, un circuit fermé comprenant au moins lesdites gaines montées en parallèle entre un collecteur d'entrée et un collecteur de sortie et un premier réservoir de stockage d'un liquide caloporteur chaud, et une pompe à chaleur pour réchauffer ledit liquide caloporteur au contact du condenseur de la pompe, caractérisé en ce quwil comporte en outre au moins un deuxième réservoir de stockage de liquide caloporteur froid, des moyens pour refroidir le liquide de ce deuxième réservoir au contact de l'évaporateur de ladite pompe à chaleur et des moyens pour faire circuler successivement dans lesdites gaines échangeuses, soit du liquide chaud prEle- vé dans le premier réservoir pendant les périodes de chauf- fage de la serre, soit du liquide froid prélevé dans le deuxième réservoir pendant les périodes de refroidissement de la serre.
1. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux réservoirs sont deux bassins creusés dans le sol, qui comportent dans leur fond un lit filtrant et une conduite d'interconnexion des deux bassins dont les deux extrémités sont noyées dans ledit lit filtrant.
2. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit collecteur retour est connecté par l'tinter médiaire d'une vanne trois voies sur les deux bassins de sorte que pendant les périodes de refroidissement, l'eau sortant des gaines échangeuses peut être envoyée vers l'un ou l'autre des deux bassins.
3. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, dans lequel ladite serre comporte, en outre, un ventilateur qui aspire l'air intérieur à une extrémité de la serre, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, une batterie de condensataon, a travers laquelle passe lBaix aspire par le ventilateur, laquelle batterie. est refroidie par du liquide froid qui est prélevé dans le deuxième réservoir et qui retourne a ce réservoir, et un circuit pour recycler l'air sortant de ladite batterie et pour l'introduire dans la serre à l'extrémité opposée à l'aspiration.
4. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, un bassin pour recueillir les condensats de ladite batterie afin de les utiliser comme eau d'arrosage des plantes cultivées dans la serre.
5. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le premier bassin comporte une colonne de tranquillisation dont la partie inférieure est perforée et pénètre dans le lit filtrant et les retours d'eau chaude sont situés dans ladite colonne.
6. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comportant une pompe qui fait circuler un liquide caloporteur dans les gaines échangeuses pendant les périodes de chauffage, caractérisé en ce que l'aspiration de ladite pompe est reliée par l'intermédiaire d'une vanne mélangeuse à trois voies au bassin chaud et au bassin froid et ladite vanne est commandée automatiquement par un thermostat placé à l'intérieur de la serre.
7. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce quil comprend en plus une piscine de répartition d'eau reliée audit collecteur de sortie, et des moyens pour relier sélectivement, en fonction de la température de l'eau dans ladite piscine et dans ladite serre, ladite piscine au premier réservoir de stockage, au deuxième réservoir de stockage ou directement audit collecteur d'entrée.
8. 9. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'il comprend de plus une piscine de refroidissement de l'eau à l'air libre, ladite piscine étant apte à être raccordée audit premier réservoir de stockage et sa sortie étant apte à être reliée audit collecteur d'entrée.

   10, Dispositif selon l'une quelconque des reven-

   dications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre

   à l'extérieur de la serre des moyens formant capteurs solai

   res dans lesquels circule l'eau du réservoir de stockage de

   liquide froid.

   li. Procédé pour climatiser des serres au moyen d'un dispositif selon la revendication 1, comportant une pompe à chaleur qui réchauffe l'eau d'un premier bassin, au.

   contact du condenseur de la pompe, pour les besoins du chauffage de la serre, caractérisé en ce que, en même temps que l'on chauffe l'eau du premier réservoir,. on refroidit l'eau d'un deuxième réservoir au contact de l'évaporateur de la pompe à chaleur et pendant les heures chaudes on utilise l'eau froide du deuxième réservoir pour refroidir la serre et pour récupérer des calories..
9. 12. Procédé selon la revendication i1, caractérisé en ce que, pendant les périodes chaudes de la journée, on aspire, à l'intérieur de la serre, l'air chargé d'humidité, on fait circuler cet air à travers une batterie de condensation refroidie par l'eau froide du deuxième réservoir, on renvoie dans le deuxième réservoir l'eau réchauffée sortant de la batterie afin de récupérer la chaleur latente de condensation, on récupère les condensats de la batterie et on les utilise comme eau d'arrosage et on recycle à l'intérieur de la serre l'air déshydraté et refroidi qui a traversé la batterie de condensation.