FR2587049A1

FR2587049A1 - Procede pour chauffer une chaussee au moyen d'une installation de chauffage alimentee par la chaleur interne du sol et installation de chauffage de chaussee pour la mise en oeuvre de ce procede

Info

Publication number: FR2587049A1
Application number: FR8612654A
Authority: FR
Inventors: Friedrich Bahrle; Helmut Wulf; Helmut Kreeb
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1985-09-12
Filing date: 1986-09-10
Publication date: 1987-03-13
Anticipated expiration: 2006-09-10
Also published as: DE3532542A1; DE3532542C2; BE905398A; NL8602134A; US4693301A; FR2587049B1; JPS6272802A

Abstract

L'INVENTION SE RAPPORTE AUX ROUTES. CETTE INSTALLATION COMPREND DES TUBES ECHANGEURS DE CHALEUR 1, 1, 1 QUI LONGENT LA SURFACE 26 DE LA CHAUSSEE ET PLONGENT DANS LE SOL ET ELLE EST EQUIPEE D'UN APPAREIL DE COMMANDE 19 QUI AGIT EN FONCTION DES CONDITIONS METEOROLOGIQUES. POUR EVITER DE PRELEVER INUTILEMENT DE LA CHALEUR DANS LE SOL, ON COMMANDE LA CAPACITE DE TRANSMISSION DE CHALEUR DES TUBES ECHANGEURS DE CHALEUR 1, 1, 1 PAR UN BLOCAGE REVERSIBLE DES ZONES DE CONDENSATION 14 DE CES TUBES 1, 1, 1, CE BLOCAGE ETANT OBTENU EN INTRODUISANT DANS CES ZONES UN GAZ INERTE, EN UNA QUANTITE REGLABLE DE L'EXTERIEUR. PRINCIPALES APPLICATIONS : ROUTES MENACEES DE L'ENNEIGEMENT ET DU VERGLAS.

Description

L'invention se rapporte à un procédé pour chauf-

fer une chaussée au moyen d'une installation de chauffa-

ge alimentée par la chaleur interne du sol, et qui com-

prend des tubes échangeurs de chaleur disposés dans la chaussée de façon à en garnir la surface et à transmettre la

chaleur, ces tubes présentant chacun une zone de conden-

sation courant immédiatement au-dessous de la surface de

la chaussée et une zone de vaporisationd'unmilieu calo-

porteur contenu dans les tubes échangeurs de chaleur, et

qui plonge dans la profondeur du sol, ainsi que des cap-

teurs destinés à capter les facteurs déterminants des conditions météorologiques, de l'état de la chaussée et des tubes échangeurs de chaleur et à les transmettre à

un appareil de commande. L'invention se rapporte égale-

ment à une installation de chauffage des chaussées pour

la mise en oeuvre de ce procédé, et telle que, par exem-

ple, celle qui est connue du fait du DE-C-31 43 237.

La transmission de l'énergie thermique par des tubes échangeurs de chaleur est fonction du comportement à la température du milieu caloporteur contenu dans le tube échangeur de chaleur et du gradient de température entre la zone de condensation et la zone de vaporisation de ce tube. Lorsqu'on utilise des tubes échangeurs de chaleur pour le chauffage des chaussées, on choisit le milieu caloporteur de telle manière qu'il se vaporise aux températures relativement constantes régnant dans la profondeur du sol, en y prélevant de' la chaleur, et

qu'il cède cette chaleur à la chaussée, par condensa-

tion, dans la zone de condensation des tubes échangeurs de chaleur qui se trouve directement au-dessous de la surface de la chaussée, à des températures légèrement plus basses mais qui sont encore supérieures au point de congélation, le condensat refluant alors vers la zone de

vaporisation située profondément dans le sol, de préfé-

rence sous l'influence de la gravité. Dans le cas de tu-

bes échangeurs de chaleur non commandés, la circulation qui s'établit alors dure aussi longtemps qu'existe le gradient de température nécessaire pour la vaporisation

et la condensation du milieu caloporteur. Pendant l'hi-

ver, on peut considérer que les tubes échangeurs de cha-

leur sont en service pendant des périodes relativement

longues, même dans des cas o il ne serait pas véritable-

ment nécessaire de chauffer la chaussée, c'est-à-dire, par exemple, à des températures inférieures au point de

congélation et alors que la chaussée est sèche, c'est-à-

dire par ce qu'on appelle un froid sec. Naturellement, le chauffage de la chaussée est également inutile aux températures supérieures au point de congélation. Il peut malheureusement se produire que, de cette façon, l'énergie thermique emmagasinée dans le sol puisse dans

certaines conditions être épuisée avant la fin de la pé-

riode de froid.

Pour garantir la fiabilité d'une installation

de chauffage de la chaussée, même lorsque la chaleur in-

terne du sol est épuisée ou par un froid extrême, le bre-

vet DE-C-31 43 237 cité au début prévoit de relier ther-

miquement les tubes échangeurs de chaleur par une liai-

son conductrice de la chaleur à une source de chauffage étrangère, à leur point le plus profond. Toutefois, ceci ne permet pas d'éviter la consommation prématurée de la

chaleur emmagasinée dans le sol.

Dans le brevet US-A-39 58 627, on décrit un tu-

be échangeur de chaleur dont la capacité de transmission de la chaleur peut être commandée par le blocage de sa zone -de condensation au moyen d'un gaz inerte. Dans ce

cas, un réservoir à volume constant rempli d'un gaz iner-

te est monté directement sur le tube échangeur de cha-

leur, le gaz inerte étant en communication avec la zone

de condensation du tube échangeur de chaleur par une ad-

mission ouverte en permanence. La quantité de gaz inerte qui est refoulée dans le réservoir est d'autant plus grande, et la zone de condensation du tube échangeur

de chaleur qui était bloquée par le gaz inerte est d'au-

tant plus largement libérée que la quantité de chaleur fournie à la zone de vaporisation de ce tube échangeur de chaleur est plus grande. Dans ce tube échangeur de chaleur, il n'est donc possible d'obtenir la commande de

la capacité de transmission de chaleur que de façon indi-

recte, par l'action d'une modification de la quantité de

chaleur fournie à la zone de vaporisation. Dans une cer-

taine mesure, on cherche à obtenir un effet autorégula-

teur du tube échangeur de chaleur.

Le but de l'invention est de perfectionner l'installation de chauffage de chaussée alimentée par

la chaleur interne du sol qui est décrite dans le DE-C-

31 43 237 de telle manière qu'il ne se produise un orélè-

vement de chaleur dans le sol qu'en cas de besoin et que, de cette- façon, on évite d'épuiser inutilement

l'énergie thermique emmagasinée dans le sol.

Selon l'invention, ce problème est résolu par un procédé du genre défini au début qui est caractérisé en ce que, par froid sec, la capacité de transmission de chaleur des tubes échangeurs de chaleur est bloquée par l'injection d'une quantité réglée de gaz inerte dans les zones de condensation des tubes échangeurs de chaleur tandis que, lorsque les conditions changent, le blocage est supprimé par le renvoi de ce gaz inerte, également

en quantité réglée, en provenance des zones de condensa-

tion.

Le problème est également résolu par une instal-

lation du genre cité au début qui est caractérisée en ce

que les extrémités des zones de condensation de plu-

sieurs tubes échangeurs de chaleur juxtaposés qui sont situées dans la région de la chaussée sont raccordées à une conduite de gaz, fluidiquement en parallèle et au moins indirectement, et en ce que cette conduite de gaz

est raccordée à un réservoir de gaz inerte.

Grâce à l'introduction de gaz inerte dans la zone de condensation du tube Échangeur de chaleur en une

quantité qui peut être réglée directement de l'exté-

rieur, il est possible de bloquer Cette zone à un degré pouvant atteindre le blocage total et, de cette façon, de mettre le tube échangeur de chaleur hors d'action par froid sec ou lorsque les températures sont supérieures

au point de congélation. Les extrémités des zones de con-

densation de plusieurs tubes échangeurs de chaleur juxta-

posés qui sont situées dans la région de la chaussée sont raccordées à une conduite de gaz, fluidiquement en Darallèle, et au moins indirectement et cette conduite

est raccordée à un réservoir. De cette façon, on peut re-

grouper en une unité commandée jusqu'à environ cent tu-

bes échangeurs de chaleur et alimenter ces tubes en gaz

inerte, par exemple en azote, avec un seul réservoir.

Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu un capteur de température, monté au point de transition entre la zone de condensation et la zone de vaporisation du tube échangeur de chaleur qui est le

plus éloigné du réservoir, et qui interrompt l'introduc-

tion de gaz inerte dans les zones de condensation, en

agissant par l'intermédiaire de l'appareil de commande.

Selon une autre caractéristique de l'invention, entre le réservoir et le tube échangeur de chaleur qui est fluidiquement le plus rapproché de ce réservoir, est

intercalé un appareil de mesure de la température qui in-

terrompt le retour du gaz inerte en provenance des zones

de condensation, en agissant par l'intermédiaire de l'ap-

pareil de commande.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'appareil de mesure de la température qui interrompt le retour du gaz inerte est agencé aussi près que possible

du tube échangeur de chaleur qui est le plus proche du réservoir.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le réservoir est muni d'un organe de réglage au moyen duquel on peut faire varier son volume et d'un interrupteurdefindecourse qui met l'organe de réglage à l'arrêt, soit directement, soit en agissant par l'intermédiaire de l'appareil de commande. Selon une autre caractéristique de l'invention, le réservoir est constitué par un récipient à pression à

volume constant et est relié à une pomoe servant à intro-

duire le gaz inerte dans les zones de condensation des tubes échangeurs de chaleur ou à renvoyer ce gaz inerte

de ces zones.

Selon une autre caractéristique de l'invention, à l'extrémité supérieure de la zone de condensation de chacun des tubes échangeurs de chaleur, ou dans chacun

des tubes intermédiaires prévus entre les tubes échan-

geurs de chaleur et la conduite de gaz, est prévu un cla-

oet anti-retour qui répond à la température et qui blo-

que dans le sens du retour dans le cas de chute de la température. Selon une autre caractéristique de l'invention, un étranglement est agencé à l'extrémité supérieure de la zone de condensation de chacun des tubes échangeurs de chaleur

ou dans le tube intermédiaire reliant chaque tube échan-

geur de chaleur à la conduite de gaz.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les effets des différents étranglements sont échelonnés en fonction de la variation de l'éloignement fluidique

des différentes zones de condensation par rapport au ré-

servoir de telle manière que les résistances à l'écoule-

ment ou pertes de charge soient de même valeur pour tous

les circuits reliant les différentes zones de condensa-

tion au réservoir.

Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu un clapet anti-retour intercalé dans

une conduite de dérivation qui contourne les étran-

glements pour interdire l'écoulement dans le sens allant

dans le réservoir.

Dans la suite, l'invention est décrite de façon il plus détaillée à propos de deux exemples de réalisation représentés en principe sur le dessin. Sur ces dessins, la figure 1 représente une installation de chauffage de chaussée utilisant des tubes échangeurs de chaleur posés dans le sol, avec un réservoir de gaz iner- te à volume variable, et la figure 2 représente une installation de chauffage de chaussées utilisant des tubes échangeurs de chaleur posés dans le sol, et un réservoir de gaz inerte

à volume constant.

Des nombreux tubes échangeurs de chaleur qui

peuvent être commandés conjointement, la figure 1 ne re-

présente que le premier tube échangeur de chaleur 1 et

les deux derniers tubes échangeurs de chaleur 1' et 1".

Les tubes échangeurs de chaleur 1, 1' et 1" sont raccor-

dés à un réservoir de gaz inerte constitué par un souf-

flet 4 par des tubes intermédiaires 2 et par la conduite de gaz 3 qui réunit les différents tubes échangeurs de

chaleur. Le soufflet 4 présente une tubulure de remplis-

sage 5, un interrupteur de fin de course 6 et une plaque de base renforcée 7 qui sert d'organe de réglage, et qui

est accouplée à un mécanisme à vis 8 entraîné électrique-

ment. Dans la conduite de gaz 3, est agencée une vanne d'arrêt 9 pouvant être manoeuvrée à la main. Les tubes intermédiaires 2 sont boulonnés sur la conduite de gaz 3 à joint étanche, par des liaisons à brides 10 et ils sont munis de boucles de dilatation 11 qui s'étendent à un même niveau. Par ailleurs, les tubes intermédiaires 2

présentent chacun un clapet anti-retour 13 connecté flui-

diquement en parallèle avec un étranglement 12. Aux tu-

bes intermédiaires 2, se raccordent les zones de conden-

sation 14 des tubes échangeurs de chaleur 1, 1' et 1" qui sont disposées d.rectement au-dessous de la surface 26 de la chaussée, avec une légère pente descendante,

d'au moins 2 qui prend naissance aux tubes intermédiai-

res 2. Les zones de condensation 14 aboutissent dans

les zones de vaporisation 15 des tubes échangeurs de cha-

leur 1, 1' et 1" qui sont enfoncées dans le sol à une profondeur pouvant atteindre 15 mètres, Dans la région coinmprise entre les zones de condensation 14 et les zones de vaporisation 15, tous les tubes échangeurs de chaleur présentent des tubulures de mesure 17 munies de bouchons

obturateurs 16 et qui sont certes isolées du volume inté-

rieur des tubes échangeurs de chaleur mais peuvent rece-

voir un capteur de température destiné à capter la tempé-

rature de paroi des tubes échangeurs de chaleur, pour le contrôle de leur fonctionnement, Un appareil de commande 19 raccordé au réseau

électrique 18 reçoit les signaux du capteur de températu-

re 20 placé dans la tubulure de mesure 17 qui est la plus éloignée, de la vanne à main 9, de l'interrupteur de fin de course 6, de la sonde de mesure du vent 22, de l'appareil de mesure de la température 21, de l'appareil

de mesure de l'humidité 23 Droche de la chaussée, du cao-

teur de température de chaussée 24 et du capteur de tem-

pérature d'air extérieur 25.

Dans -l'état de fonctionnement des tubes échan-

geurs de chaleur, le milieu caloporteur qui se trouve

dans la zone de vaporisation 15 se vaporise en prélevant -

de la chaleur dans le sol, la vapeur s'élève et se con-

dense dans la zone de condensation 14, en cédant de la chaleur à la surface 26 de la chaussée. Si les capteurs

22 à 25, qui captent les facteurs météorologiques déter-

minants pour l'état des routes, détectent des conditions météorologiques favorables indiquant un état des routes

qui n'est pas menacé de neige ou de verglas, c'est-à-

dire, par exemple, un froid sec ou des températures supé-

rieures au point de congélation, la plaque de base 7 du

soufflet 4 est soulevée par l'intermédiaire de l'appa-

reil de commande 19 et du mécanisme à vis 8 et, sous cet effet, le volume du soufflet 4 contenant du gaz inerte se réduit. Le gaz inerte est refoulé du soufflet 4, à

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travers la vanne manuelle 9 qui, normalement, est tou-

jours en position ouverte et par la conduite de liaison 3, dans les tubes intermédiaires 2 qui mènent aux divers

tubes échangeurs de chaleur. Le gaz atteint alors les zo-

nes de condensation 14 des tubes échangeurs de chaleur à travers les clapets anti-retour 13 qui sont ouverts à ce

moment et il refoule le mélange de vapeur et de conden-

sat du milieu caloporteur qui se trouve dans ces zones.

Le gaz inerte et le milieu calooorteur présentent alors des températures différentes, le milieu caloporteur se trouvant à un niveau de température supérieur à celui du

gaz inerte. Les tubulures de mesure 17 des tubes échan-

geurs de chaleur couplés entre eux sont atteintes par le gaz inerte arrivant, tout d'abord dans le tube échangeur de chaleur 1 adjacent et, ensuite, avec de faibles écarts de temps, dans les tubes échangeurs de chaleur 1' et 1" les plus éloignés. Le capteur de température 20,

qui n'est de préférence monté que dans la tubulure de me-

sure 17 du dernier tube échangeur de chaleur 1", répond à la température du gaz inerte qui est inférieure à celle du milieu caloporteur et il transmet cette température,

en qualité de signal, à l'appareil de commande 19 qui ar-

rête alors l'entraînement du mécanisme à vis 8 et, de cette façon, la prolongation de l'introduction du gaz inerte dans les tubes échangeurs de chaleur. Les zones de condensation de tous les tubes échangeurs de chaleur

sont maintenant remplies de gaz inerte et le milieu calo-

porteur est refoulé dans la zone de vaporisation. Le cir-

cuit d'échange de chaleur est ainsi interrompu, les tu-

bes échangeurs de chaleur sont mis hors d'action.

En présence d'une variation de la situation mé-

téorologique détectée par les capteurs météorologiques 22 à 25, c'est-àdire, par exemple, lors d'un début de

chute de neige ou d'une humidité en surfusion, l'appa-

reil de commande remet le mécanisme à vis en marche et le soufflet est alors dilaté par le mouvement descendant de l'organe de réglage, qui se produit à ce moment, de sorte que le gaz inerte revient des tubes échangeurs de chaleur dans la canalisation 3. A ce moment, les claoets

anti-retour 13 se ferment automatiquement et le gaz iner-

te revient maintenant au soufflet 4 en passant par les étranglements 12 et la conduite 3. Toutefois, dès que le

milieu caloporteur, qui se trouve à un niveau de tempéra-

ture plus élevé, pénètre dans la région partielle de la conduite 3 qui s'étend du tube échangeur de chaleur 1 au soufflet 4, ceci est signalé à l'appareil de commande 19

par l'intermédiaire de l'appareil de mesure de la tempé-

rature 21 qui répond à cette action et le mécanisme à

vis est déclenché. Les zones de condensation 14 des tu-

bes échangeurs de chaleur sont maintenant à nouveau libé-

rées du gaz inerte et les tubes échangeurs de chaleur re-

commencent à transporter de la chaleur du sol à la surfa-

ce 26 de la chaussée. Les étranglements 12 ont pour fonc-

tion d'assurer une certaine régularisation du courant du

gaz inerte en provenance des différentes zones de conden-

sation. Ils peuvent également assurer cet effet lorsque

l'effet d'étranglement varie de l'un à l'autre des di-

vers étranglements mais est beaucoup plus élevé que la

résistance normale à l'écoulement ou perte de charge nor-

male de la conduite menant au réservoir 4. Les différen-

ces entre les diverses pertes de charge sont alors rela-

tivement petites et, les différences entre les débits

qui s'écoulent sont donc elles aussi relativement peti-

tes. Lors de la suppression du blocage des zones de con-

densation, toutes les zones de condensation raccordées doivent certes se vider entièrement du gaz inerte mais

on doit éviter que de grandes quantités de vapeur du mi-

lieu caloporteur ne sortent des tubes échangeurs de cha-

leur qui se trouvent plus en amont dans le sens de la

circulation du fluide et ne parviennent au réservoir.

Pour obtenir encore un meilleur effet de régula-

risation des pertes de charge, les étranglements agencés

dans les tubes intermédiaires 2, fluidiquement en paral-

lèle avec les clapets anti-retour 13, peuvent avoir une perte de charge qui croît du dernier tube échangeur de

chaleur 1" vers le premier tube échangeur de chaleur 1.

Ceci régularise entièrement l'ensemble de la perte de charge qui, lors du retour du gaz inerte en provenance des différents tubes échangeurs de chaleur, présente des valeurs également variables en raison des différences de longueur des trajets qui aboutissent au soufflet. Pour

éviter que le milieu caloporteur ne soit refoulé des tu-

bes échangeurs de chaleur dans le soufflet, l'appareil

de mesure de la température 21 devrait être disposé aus-

si près que possible du premier tube échangeur de cha-

leur 1, sur la conduite 3 qui mène aux tubes échangeurs

de chaleur. Les boucles de dilatation 11 des tubes inter-

médiaires 2 servent à compenser les variations de lon-

gueur des tubes échangeurs de chaleur et les défauts de précision du montage. Au moyen de la vanne manuelle 9,

on peut fermer la conduite 3, ce qui facilite l'exécu-

tion de travaux de réparation sur le soufflet 4 ou sur les tubes échangeurs de chaleur 1, 1', 1". L'appareil de commande est constamment informé de l'état d'ouverture

de la vanne 9 oar le conduit de signaux 27. En ou-

tre, l'interrupteur de fin de course 6 monté sur le souf-

flet 4 signale à l'appareil de commande 19 le fait que le soufflet 4 atteint l'état de compression maximum et limite ainsi la oression qui s'établit dans le réseau de

tubes. Pour pouvoir vérifier l'aptitude au fonctionne-

ment des différents tubes échangeurs de chaleur, il est

possible d'introduire manuellement des capteurs de tempé-

rature dans les tubulures de mesure 17, après avoir ou-

vert les bouchons obturateurs 16, ou d'installer de tels

capteurs de température à demeure. Lorsque le fonctionne-

ment est correct, les températures mesurées en cet en-

droit doivent être approximativement égales sur tous les

tubes échangeurs de chaleur.

11 À Par ailleurs, on peut envisager que le soufflet e soit pas actionné par l'intermédiaire d'un mécanisme à vis mais qu'il se trouve à l'intérieur d'un récipient

à pression et que le soufflet soit comprimé par l'échauf-

fement de l'air contenu entre le soufflet et le réci- pient à pression. De cette façon, le gaz inerte serait

en supplément échauffé avec l'air et dilaté en volume.

Le refroidissement de l'air lui même, et en même temps, celui du gaz inerte, entraîneraient l'effet contraire, à savoir une dilatation du soufflet et un retour du gaz inerte. Dans cette variante de réalisation, on devrait agencer dans la conduite d'amenée 3, en remplacement de la valve manuelle 9, une vanne commandée automatiquement

qui éviterait un reflux involontaire de gaz inerte.

L'installation de chauffage de chaussée repré-

sentée sur la figure 2 se distingue de celle de la figu-

re 1, entre autres, par le fait qu'en remplacement du soufflet à volume variable, on utilisey comme réservoir

de gaz inerte, un récipient à pression 28 à volume cons-

tant. Dans la conduite de gaz 3 qui mène du réservoir à pression 28 aux tubes intermédiaires 2, est intercalée

une vanne d'arrêt 29 qui peut être commandée automatique-

ment par l'appareil de commande 19, et à laquelle sont associés, fluidiquement en parallèle, la pompe 30 et le

clapet anti-retour 31 qui empêche le gaz inerte de sor-

tir du récipient à pression 28. Dans les tubes intermé-

diaires 2, sont montés des clapets anti-retour 32 qui ré-

pondent à la température et auxquels aboutissent les si-

gnaux de capteurs de température 33 qui catent la tempé-

rature des tubes entre les tubes échangeurs de chaleur

1, 1', 1" et les clapets anti-retour 32. Du clapet anti-

retour 32 du tube échangeur de chaleur 1" qui est le

plus éloigné du réservoir à pression 28, part une canali-

* sation 34. de transmission de signaux qui mène à l'appa-

reil de commande 19. Aux extrémités inférieures des tu-

bes échangeurs de chaleur enfoncés dans la profondeur du sol, sont montés des éléments chauffants 35 constitués par un chauffage électrique à résistance et qui, sous la

commande de l'appareil de commande 19, orennent du cou-

rant sur le réseau 18, par l'intermédiaire des canalisa-

tions de transmission d'énergie 36 et 37. Pour obtenir un blocage des tubes échangeurs de

chaleur, on ouvre la vanne d'arrêt 29, le gaz inerte pas-

sant alors du récipient à pression 28 dans les diffé-

rents tubes échangeurs de chaleur en passant par la con-

duite de gaz 3 et par les tubes intermédiaires 2. Pour garantir un remplissage total des zones de condensation 14 des tubes échangeurs de chaleur par le gaz inerte, la pression d'accumulation devrait alors être plus grande dans le récipient à pression à volume constant 28 que la

pression des tubes échangeurs de chaleur dans l'état com-

portant le blocage de la zone de condensation. Dès que le capteur de température 20 signale, à la suite d'un abaissement de la température au point de mesure, sous

l'effet du gaz inerte relativement froid, le blocage to-

tal des zones de condensation 14 des tubes échangeurs de chaleur à l'appareil de commande 18, la vanne d'arrêt 29

se referme.

En présence de modifications des conditions mé-

téorologiques, qui rendent nécessaire un chauffage de la chaussée, l'appareil de commande 19 met la pompe 30 en marche et met ainsi en action les tubes échangeurs de

chaleur. La pompe 30 refoule alors le gaz inerte des tu-

bes échangeurs de chaleur dans le récipient à pression

28, en contournant la vanne d'arrêt 9 qui est encore fer-

mée. Lorsque le gaz inerte, qui se trouve à un niveau de

température inférieur à celui du milieu caloporteur,pénè-

tre dans les tubes échangeurs de chaleur 2, les capteurs de température 33 réagissent et ferment automatiquement

les tubes intermédiaires 2. Dès que le clapet anti-re-

tour 32 qui est le plus éloigné du récipient à pression 28 se ferme, ceci est signalé à l'appareil de commande

19 par l'intermédiaire de la canalisation de transmis-

sion de signaux 34 et la pompe 30 est à nouveau mise à

l'arrêt. Les clapets anti-retour 32 répondant à la tempé-

rature restent alors fermés jusqu'à ce qu'ils soient à nouveau sollicités par une pression par le gaz inerte.

Si les capteurs météorologiques 22 à 25, qui sont identi-

ques à ceux de l'installation de chauffage de chaussée

représentée sur la figure 1, signalent une situation mé-

téorologique extrême, dans laquelle la quantité de cha-

leur accumulée dans le sol ne suffirait pas pour le chauffage de la chaussée, l'appareil de commande 19 met en circuit l'élément chauffant 35 monté sur chaque tube

échangeur de chaleur, par l'intermédiaire des canalisa-

tions 36 et 37. De cette façon, on obtient une installa-

tion de chauffage de chaussée qui, non seulement travail-

le avec la quantité de chaleur accumulée dans le sol et ne prélève cette quantité de chaleur qu'en cas de besoin

mais qui, en outre, garantit la fiabilité de l'installa-

tion, même en présence de situations météorologiques ex-

trames, grâce à l'adjonction de sources de chaleur auxi-

liaires.

R E V E N D I C AT I 0 N S

1 - Procédé pour chauffer une chaussée au moyen d'une installation de chauffage alimentée par la chaleur interne du sol, et qui comprend detubes échangeurs de chaleur disposés dans la chaussée de façon à garnir la surface S à transmettre la chaleur, ces tubes présentant chacun une zone de condensation courant immédiatement au-dessous de la surface de la chaussée et une zone de vaporisation d'un milieu caloporteur contenu dans les

tubes échangeurs de chaleur, et qui plonge dans la pro-

fondeur du sol, ainsi que des capteurs destinés à capter

les facteurs déterminants des conditions météorologi-

ques, de l'état de la chaussée et des tubes échangeurs

de chaleur et à les transmettre à un appareil de comman-

de, caractérisé en ce que, par froid sec, la caoacité de transmission de chaleur des tubes échangeurs de chaleur (1, 1', 1") est bloquée par l'injection d'une quantité réglée de gaz inerte dans les zones de condensation (14) des tubes échangeurs de chaleur (1, 1', 1") tandis que, lorsque les conditions changent, le blocage est supprimé

par le renvoi de ce gaz inerte, également en quantité ré-

glée, en provenance des zones de condensation (14).

2 - Installation de chauffage pour chaussée, pour la mise en oeuvre duprocédé selon la revendication 1, caractérisée en ce que les extrémités des zones de

condensation (14) de plusieurs tubes échangeurs de cha-

ieur-( 1', -l-"-Y juxtaposes qui se trouvent dans la ré-

gion de la chaussée sont raccordées à une conduite de gaz (3), fluidiquement en parallèle et au moins de façon

indirecte,et en ce que cette conduite de gaz est raccor-

dée à un réservoir (4 ou 28) contenant le gaz inerte.

3 - Installation de chauffage de chaussée selon

la revendication 2, caractérisée en ce qu'une vanne d'ar-

- -_ _rêt (293 actionnée par l'appareil de commande (19) est intercalée dans la conduite de gaz (3) entre les tubes

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échangeurs de chaleur (1, 1', 1") et le réservoir (28).

4 - Installation de chauffage de chaussée selon

l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce

qu'il est prévu un capteur de température (1), monté au point de transition entre la zone de condensation (14)

et la zone de vaporisation (15) du tube échangeur de cha-

leur (1") qui est le plus éloigné du réservoir (4 ou 28), et qui interrompt l'introduction de gaz inerte dans

les zones de condensation (14), en aqissant par l'inter-

médiaire de l'appareil de commande (19).

- Installation de chauffage de chaussée selon

l'une quelconque des revendications 2, 3 et 4, caractéri-

sée en ce qu'entre le réservoir (4 ou 28) et le tube échangeur de chaleur (1) qui est fluidiquement le plus rapproché de ce réservoir, est intercalé un appareil de mesure de la température (21) qui interrompt le retour du gaz inerte en provenance des zones de condensation (14), en agissant oar l'intermédiaire de l'appareil de

commande (19).

6 - Installation de chauffage de chaussée selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'appareil de mesure de la température (21) qui interrompt le retour du gaz inerte est agencé aussi près que possible du tube

échangeur de chaleur (1) qui est le plus proche du réser-

voir (4 ou 28).

7 - Installation de chauffage de chaussée selon

l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée

en ce que le réservoir (4) est muni d'un organe de régla-

ge (7) au moyen duquel on peut faire varier son volume.

8 - Installation de chauffage de chaussée selon la revendication 7, caractérisée en ce que le réservoir (4) est muni d'un interrupteur de fin de course (6) qui met l'organe de réglage (7) à l'arrêt, soit directement, soit en agissant par l'intermédiaire de l'appareil de

commande (9).

9 - Installation de chauffage de chaussée selon cf /49

l'une des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que

le réservoir (4) est constitué par un soufflet.

- Installation de chaiffe-ge de chaussée se-

lon l'une des revendications 7, 8 et 9, caractérisée en

ce que l'organe de réglage (7) est relié à un mécanisme

à vis (8) commandé électriquement.

11 - Installation de chauffage de chaussée se-

lon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractéri-

sée en ce que le réservoir (28) est constitué par un ré-

cipient à pression à volume constant et est relié à une pompe (30) servant à introduire le gaz inerte dans les

zones de condensation (14) des tubes échangeurs de cha-

leur (1, 1', 1") ou à renvoyer ce gaz inerte de ces zo-

nes.

12 - Installation de chauffage de chaussée se-

lon la revendication 11, caractérisée en ce que la pres-

sion d'accumulation dans le récipient à pression à volu-

me constant (28) est réglée sur une valeur supérieure à la pression du gaz inerte dans les zones de condensation (14) des tubes échangeurs de chaleur (1, 1', 1") et en

ce que la pompe (30) est agencée fluidiquement en paral-

lèle avec la vanne d'arrêt (29) et est munie d'un clapet anti-retour (31) qui empêche le gaz inerte de sortir du récipient à pression (28) en passant par la conduite de

la pompe.

13 - Installation de chauffage de chaussée se-

lon l'une quelconque des revendications 2 à 12, ca-

ractérisée en ce que chaque tube échangeur de chaleur

(1, 1', 1") porte,dans la zone de transition entre la zo-

ne de condensation (14) et la zone de vaporisation (15), une tubulure de mesure (17) servant pour la vérification

du fonctionnement du tube échangeur de chaleur.

14 - Installation de chauffage de chaussée se-

lon l'une des revendications 2 à 13, caractérisée en ce

qu'à l'extrémité supérieure de la zone de condensation (14) de chacun des tubes échangeurs de chaleur (1, 1', 13), ou dans chacun des tubes intermédiaires (2) prévus entre

les tubes échangeurs de chaleur (1, 1', 1") et la condui-

te de gaz (3), est prévu un clapet anti-retour (32) qui

répond à la température et qui bloque dans le sens du re-

tour dans le cas de chute de la température.

- Installation de chauffage de chaussée se-

lon l'une quelconque des revendications 2 à 13, caracté-

risée en ce qu'un étranglement (12) est agencé à l'extré-

mité supérieure de la zone de condensation (14) de chacun des tubes

i échangeurs de chaleur (1, 1', 1") ou dans le tube inter-

médiaire (2) reliant chaque tube échangeur de chaleur

(1, 1', 1") à la conduite de gaz (3).

16 - Installation de chauffage de chaussée se-

lon la revendication 15, caractérisée en ce que les ef-

fets des différents étranglements (12) sont échelonnés en fonction de la variation de l'éloignement fluidique des différentes zones de condensation (14) par rapport

au réservoir (4 ou 28), de telle manière que les résis-

tances à l'écoulement ou pertes de charge soient de même

valeur pour tous les circuits reliant les différentes zo-

nes de condensation (14) au réservoir (4 ou 28).

17 - Installation de chauffage de chaussée se-

lon l'une des revendications 15 et 16, caractérisée en

ce qu'il est prévu un clapet anti-retour (13) intercalé dans une conduite de dérivation qui contourne les étranglements (12), pour interdire l'écoulement dans

le sens allant dans le réservoir (4 ou 28).