FR2896858A1 - Heat plant for providing domestic hot water, has heat pump stopping circulation of liquid when solar radiation is sufficient and permitting circulation of liquid when solar radiation is insufficient - Google Patents

Heat plant for providing domestic hot water, has heat pump stopping circulation of liquid when solar radiation is sufficient and permitting circulation of liquid when solar radiation is insufficient Download PDF

Info

Publication number
FR2896858A1
FR2896858A1 FR0611047A FR0611047A FR2896858A1 FR 2896858 A1 FR2896858 A1 FR 2896858A1 FR 0611047 A FR0611047 A FR 0611047A FR 0611047 A FR0611047 A FR 0611047A FR 2896858 A1 FR2896858 A1 FR 2896858A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
solar
installation according
liquid
heat pump
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR0611047A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2896858B1 (en
Inventor
Jacques Bernier
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.)
BERNIER DEVELOPPEMENT, FR
Original Assignee
Jacques Bernier
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR0513399A external-priority patent/FR2896857A1/en
Application filed by Jacques Bernier filed Critical Jacques Bernier
Priority to FR0611047A priority Critical patent/FR2896858B1/en
Publication of FR2896858A1 publication Critical patent/FR2896858A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2896858B1 publication Critical patent/FR2896858B1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F24D11/0214—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system
    • F24D11/0221—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system combined with solar energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/40—Solar heat collectors combined with other heat sources, e.g. using electrical heating or heat from ambient air
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/12—Hot water central heating systems using heat pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Abstract

The plant has atmospheric sensors (11) placed under a solar collector (10), which is connected to a heat pump (20). A circulator (27) sets the solar collector in direct relation with a medium to be heated (30) e.g. water tank, and the heat pump stops the circulation of liquid when solar radiation is sufficient. The heat pump permits the circulation of liquid when the solar radiation is insufficient.

Description

La présente invention concerne un système de production de chaleur avecThe present invention relates to a heat production system with

capteur mixte solaire et atmosphérique couplé à une pompe à chaleur. Le capteur mixte assure le chauffage d'un réseau d'eau alternativement en chauffage solaire direct et en couplage à une pompe à chaleur.  combined solar and atmospheric sensor coupled to a heat pump. The mixed sensor provides heating of a water network alternately in direct solar heating and in coupling with a heat pump.

On connaît déjà des capteurs aérosolaires destinés à servir de source froide de pompes à chaleur. Ces systèmes obligent la mise en service de la pompe à chaleur quelle que soit la saison et conduisent donc à une consommation d'énergie même en cas de rayonnement solaire important. Ils présentent l'inconvénient de fragiliser le compresseur en raison de températures d'évaporation trop élevées en été. ~o On connaît également des systèmes de capteurs solaires vitrés à simple ou double vitrage ou à tubes sous vide. Ces systèmes présentent l'inconvénient de ne pas récupérer d'énergie dès que le climat est froid, car ils sont déperditifs et également en absence de soleil, ils limitent donc leur utilisation aux périodes d'été et de demi saisons. Par ailleurs en période chaude lorsque aucun besoin d'énergie n'est 15 nécessaire, les capteurs solaires traditionnels montent en température, ce qui les met en défaut de surpression et nécessite, de ce fait, une boucle de rejet thermique extérieur. C'est d'une manière générale un but de l'invention de fournir une installation de chauffage solaire et de pompe à chaleur ne présentant pas les défauts des 20 installations connues. C'est en particulier un but de l'invention de fournir un capteur mixte constitué d'un capteur solaire soumis au rayonnement du soleil et d'un capteur atmosphérique sans vitrage assurant le captage de la chaleur de l'air extérieur, les deux étant couplés à une pompe à chaleur. 25 C'est encore un but de l'invention de fournir une installation de pompe à chaleur ne nécessitant pas le fonctionnement du compresseur lors des rayonnements solaires importants. C'est toujours un but de l'invention de fournir une installation de capteurs solaires ne nécessitant pas une boucle de rejet thermique en cas de rayonnement solaire 3o inutilisé. L'invention sera bien comprise par la description qui suit faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels : • La figure 1 est un schéma d'un capteur mixte d'une installation selon l'invention. • La figure 2 représente un schéma d'une installation selon l'invention en cycle pompe à chaleur . • La figure 3 représente un schéma d'une installation selon l'invention en cycle chauffage solaire direct. • La figure 4 représente une variante d'une installation selon l'invention.  Aerosol sensors are already known for use as a heat pump heat sink. These systems require the commissioning of the heat pump whatever the season and therefore lead to energy consumption even in case of significant solar radiation. They have the disadvantage of weakening the compressor due to too high evaporation temperatures in summer. ~ o Also known glazed solar collector systems single or double glazing or vacuum tubes. These systems have the disadvantage of not recovering energy as soon as the climate is cold, because they are wasted and also in the absence of sun, so they limit their use to the summer and half seasons. Moreover, in hot weather when no energy requirement is needed, traditional solar collectors rise in temperature, which puts them in default of overpressure and therefore requires an external heat rejection loop. It is generally an object of the invention to provide a solar heating and heat pump system which does not have the defects of known installations. It is particularly an object of the invention to provide a composite sensor consisting of a solar collector subjected to sunlight and an atmospheric sensor without glazing ensuring the capture of the heat of the outside air, both being coupled to a heat pump. It is another object of the invention to provide a heat pump installation that does not require the operation of the compressor during large solar radiation. It is still an object of the invention to provide a solar collector installation that does not require a heat rejection loop in the event of unused solar radiation. The invention will be better understood from the following description given by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a diagram of a mixed sensor of an installation according to the invention. • Figure 2 shows a diagram of an installation according to the invention in heat pump cycle. • Figure 3 shows a diagram of an installation according to the invention in direct solar heating cycle. • Figure 4 shows a variant of an installation according to the invention.

Une installation de capteur mixte selon l'invention figure 1 comporte un ou plusieurs capteurs solaires (10) installés par exemple au dessus d'une toiture (18). Ces capteurs traditionnels (10) sont du type à simple ou double vitrage ou encore à tubes sous vide, ils permettent de récupérer la chaleur solaire directe lorsqu'elle est  A mixed sensor installation according to the invention Figure 1 comprises one or more solar collectors (10) installed for example above a roof (18). These traditional sensors (10) are of the single or double glazed type or vacuum tube, they can recover the direct solar heat when it is

~o suffisante qui est récupérée par l'intermédiaire d'un circuit d'eau, avec antigel, pénétrant dans l'échangeur (12) par la tuyauterie (14) et en sort réchauffée par la tuyauterie (15). Un second ensemble d'échangeurs (11) est couplé au dispositif, ils peuvent être avantageusement installés sous les capteurs solaires (10) mais pourront également être installés à distance en clôture par exemple. Les échangeurs  ~ o sufficient that is recovered through a water circuit, with antifreeze, entering the exchanger (12) by the pipe (14) and exits warmed by the pipe (15). A second set of exchangers (11) is coupled to the device, they can be advantageously installed under the solar collectors (10) but may also be installed at a fence distance for example. The exchangers

15 (11) fonctionnent grâce à la convection naturelle de l'air extérieur ; s'ils sont à température inférieure à celle de l'air, ils récupéreront de la chaleur dans l'air qui pénétrera en (EA) et sortira naturellement en (SA) ; un espace situé au dessus et au dessous des échangeurs (11) de l'ordre de 5 cm permettra à l'air de circuler par convection naturelle. 20 Une installation de capteur mixte selon l'invention figure 2 comporte un ou plusieurs capteurs solaires (10) et capteurs atmosphériques (11) installés par exemple au dessus d'une toiture. Ces capteurs sont reliés à une pompe à chaleur (20). Deux cycles de fonctionnement principaux existent, un cycle en récupération directe de chaleur solaire, tel que représenté en trait gras sur la figure 3 et un cycle en  (11) operate through the natural convection of outside air; if they are at a temperature lower than that of the air, they will recover heat in the air which will penetrate in (EA) and will leave naturally in (SA); a space above and below the exchangers (11) of the order of 5 cm will allow the air to circulate by natural convection. A mixed sensor installation according to the invention FIG. 2 comprises one or more solar collectors (10) and atmospheric sensors (11) installed for example above a roof. These sensors are connected to a heat pump (20). Two main operating cycles exist, a cycle in direct solar heat recovery, as shown in bold line in Figure 3 and a cycle in

25 récupération indirecte de chaleur solaire et convective sur l'air tel que représenté en gras sur la figure 2 ; les traits représentent des tuyauteries, celles en pointillé correspondent à des tuyauteries non utilisées dans le cycle représenté. Revenons à la figure 2 pour expliquer le fonctionnement. Ce cycle de fonctionnement se met en service automatiquement dès que le rayonnement solaire est insuffisant pour  Indirect recovery of solar and convective heat on air as shown in bold in Figure 2; the lines represent pipelines, the dotted lines correspond to pipes not used in the cycle represented. Let's go back to Figure 2 to explain how it works. This operating cycle is automatically activated as soon as there is insufficient solar radiation to

30 assurer le chauffage du milieu à chauffer (30), représenté ici par un ballon d'eau chaude équipé d'un échangeur (31) (Cette insuffisance est détectée par la différence de température existant entre la sonde thermique (34) du capteur (10) et la sonde (33) du milieu à chauffer (30). Dans ce cycle la vanne motorisée trois voies (28) met en relation d'échange thermique le condenseur (23) de la pompe à chaleur (20) et le milieu à chauffer (30), le circulateur (27) étant en service. D'un autre côté, le circulateur (25) met en relation d'échange thermique l'évaporateur (21) de la pompe à chaleur (20) et le capteur mixte solaire (10) et atmosphérique (11). La circulation de l'eau s'effectue dans le sens haut du capteur vers le bas du capteur, de telle manière que le clapet de retenue (29), avantageusement de type à battant, laisse passer le liquide en circulation (le clapet (29) pourra éventuellement être remplacé ou complété par une électrovanne ou une vanne motorisée(32), représentée en pointillé, ouverte dans cette phase et qui pourra être placée à  Heating the medium to be heated (30), represented here by a hot water tank equipped with an exchanger (31) (this insufficiency is detected by the temperature difference existing between the thermal probe (34) of the sensor ( 10) and the probe (33) of the medium to be heated (30) In this cycle the three-way motorized valve (28) puts in heat exchange relation the condenser (23) of the heat pump (20) and the medium the circulator (27) is in operation, and the circulator (25) connects the evaporator (21) of the heat pump (20) to the heat exchanger mixed solar (10) and atmospheric (11.) The flow of water is carried in the upper direction of the sensor towards the bottom of the sensor, so that the check valve (29), preferably of type flying, let the circulating liquid pass through (the valve (29) may eventually be replaced or supplemented by a solenoid valve or a valve m otorized (32), represented in dotted line, opened in this phase and which can be placed at

to n'importe quel emplacement de la tuyauterie d'entrée ou de sortie de l'évaporateur (21)). Le liquide (en général de l'eau additionnée d'antigel), pulsé par le circulateur aura un débit partagé entre les échangeurs (11) et (12) de tous les capteurs mixtes installés en parallèle, le liquide refroidi dans l'évaporateur (21) va se réchauffer dans le capteur mixte en prélevant de la chaleur à l'air extérieur dans lequel baigne  at any location of the inlet or outlet piping of the evaporator (21)). The liquid (usually water with antifreeze), pulsed by the circulator will have a flow shared between the exchangers (11) and (12) of all mixed sensors installed in parallel, the liquid cooled in the evaporator ( 21) will heat up in the mixed sensor by taking heat from the outside air in which is bathed

15 l'échangeur (11) et de la chaleur solaire sur l'échangeur (12) si il existe un rayonnement solaire aussi petit soit il. Le compresseur (22) de la pompe à chaleur (20) est en fonctionnement pendant cette phase et prélève de la chaleur dans l'évaporateur (21) pour la transmettre à plus haute température dans le condenseur (23). La pompe à chaleur fonctionne tant qu'un besoin de chaleur existe dans le  The exchanger (11) and solar heat on the exchanger (12) if there is solar radiation as small as it. The compressor (22) of the heat pump (20) is in operation during this phase and takes heat from the evaporator (21) to transmit it at a higher temperature in the condenser (23). The heat pump operates as long as there is a need for heat in the

20 milieu à chauffer (30). Pendant cette phase de fonctionnement, si la température extérieure est basse (voisine de 0 C par exemple), le liquide en circulation aura une température de l'ordre de -5 C à l'entrée de l'évaporateur (21) et de -8 C à sa sortie. Du givre apparaîtra sur les deux faces de l'échangeur (11), la phase de givrage est longue de l'ordre de 6 jours, le givre disparaîtra naturellement dès que la  Medium to be heated (30). During this operating phase, if the outside temperature is low (close to 0 C for example), the circulating liquid will have a temperature of the order of -5 C at the inlet of the evaporator (21) and - 8 C at its exit. Frost will appear on both sides of the exchanger (11), the icing phase is of the order of 6 days, the frost will disappear naturally as soon as the

25 température extérieure remontera au dessus de +6 C ou lorsqu'un rayonnement solaire suffisant permettra une remontée de la température du liquide en circulation dans le capteur mixte. Bien entendu, la surface totale des capteurs solaires (10) et atmosphériques (11) sera calculée en relation avec la puissance de la pompe à chaleur (20). Dans ce cycle de fonctionnement, la puissance calorifique récupérée  The outside temperature will rise above +6 ° C or when sufficient solar radiation will allow the temperature of the circulating liquid in the mixed sensor to rise. Of course, the total area of the solar collectors (10) and atmospheric (11) will be calculated in relation to the power of the heat pump (20). In this operating cycle, the recovered heat output

30 dans le milieu à chauffer sera environ 4 fois plus importante que la puissance absorbée par le compresseur (22). La pompe à chaleur (20) sera dotée d'un vase d'expansion (26) destiné à compenser la dilatation du liquide en circulation.  In the medium to be heated will be about 4 times greater than the power absorbed by the compressor (22). The heat pump (20) will be provided with an expansion tank (26) to compensate for the expansion of the circulating liquid.

La figure 3 représente une installation selon l'invention en cycle de chauffage solaire direct. Lorsque la sonde (34) est plus chaude de quelques degrés que le milieu à chauffer (30), la vanne motorisée (28) met en relation directe les capteurs solaires (10) et le milieu à chauffer (30) ; le liquide est mis en circulation par le circulateur (27). Dans cette phase, la pompe à chaleur se trouve à l'arrêt la circulation du liquide est représenté par les flèches dans les tuyauteries représentées en trait plein.  FIG. 3 represents an installation according to the invention in a direct solar heating cycle. When the probe (34) is a few degrees warmer than the medium to be heated (30), the motorized valve (28) puts in direct contact the solar collectors (10) and the medium to be heated (30); the liquid is circulated by the circulator (27). In this phase, the heat pump is at a standstill and the circulation of the liquid is represented by the arrows in the pipes shown in solid lines.

Dans le cycle de la figure 3, le clapet de retenue (29) empêche le passage du liquide dans les échangeurs atmosphériques (Il) ; le clapet (29) pourra éventuellement être remplacé ou complété par une électrovanne ou une vanne motorisée (32), représentée en pointillé, fermée dans cette phase. Le cycle de fonctionnement de la figure 3 s'apparente tout à fait au fonctionnement d'un système de capteurs solaires  In the cycle of FIG. 3, the check valve (29) prevents the passage of the liquid in the atmospheric exchangers (II); the valve (29) may optionally be replaced or supplemented by a solenoid valve or a motorized valve (32), shown in phantom, closed in this phase. The operating cycle of Figure 3 is quite similar to the operation of a solar collector system

~o classiques ; il n'y a pas de consommation d'énergie dans cette phase hormis celle consommée par le circulateur (27).  ~ o classics; there is no energy consumption in this phase except that consumed by the circulator (27).

La présence d'une ou plusieurs électrovannes ou vannes motorisées (32) peut permettre de conserver le même sens de circulation du liquide dans les capteurs  The presence of one or more solenoid valves or motorized valves (32) can make it possible to keep the same direction of circulation of the liquid in the sensors

(10) dans les deux cycles de fonctionnement (voir figure 4).  (10) in both operating cycles (see Figure 4).

15 Lorsqu'il n'existe aucun besoin de chaleur dans le milieu à chauffer, l'ensemble de l'installation se trouve à l'arrêt, sauf l'éventuelle vanne (32) qui reste ouverte , en cas de rayonnement solaire intense, la température du liquide contenu dans les échangeurs (12) des capteurs augmente jusqu'au point d'ébullition, la vapeur d'eau formée va se condenser naturellement dans les échangeurs atmosphériques (11)  When there is no need for heat in the medium to be heated, the entire installation is at a standstill, except for the possible valve (32) which remains open, in case of intense solar radiation, the temperature of the liquid contained in the exchangers (12) of the sensors increases to the boiling point, the water vapor formed will naturally condense in the atmospheric exchangers (11)

20 évitant ainsi une surpression dans le capteur ; la chaleur excédentaire sera alors évacuée par convection naturelle en chauffant l'air circulant autour de les échangeurs (11) ; la pompe de circulation (25) pourra également être mise en service dans cette phase.  Thus avoiding an overpressure in the sensor; the excess heat will then be evacuated by natural convection by heating the air circulating around the exchangers (11); the circulation pump (25) can also be put into service in this phase.

La figure 4 représente une variante d'installation selon l'invention dans laquelle la  FIG. 4 represents an installation variant according to the invention in which the

25 circulation du liquide dans les capteurs solaires (10) et les capteurs atmosphériques  Circulation of the liquid in the solar collectors (10) and the atmospheric sensors

(11) s'effectuent toujours dans le même sens, en cycle de chauffage solaire direct et en cycle pompe à chaleur. Sur la figure 4, le fonctionnement est représenté en trait plein en mode chauffage solaire. Lorsque des besoins thermiques existent et que la sonde de température (34) se trouve à une température plus élevée que celle de la  (11) always in the same direction, in the direct solar heating cycle and in the heat pump cycle. In Figure 4, the operation is shown in solid lines in solar heating mode. When thermal requirements exist and the temperature probe (34) is at a higher temperature than that of the

30 sonde (33) du milieu à chauffer, c'est ce mode qui est utilisé. Dans ce mode, la vanne (46) est fermée, le circulateur (42) est en service et met en relation d'échange thermique direct le capteur solaire (10) et le milieu à chauffer (31). Le fonctionnement est identique à celui décrit pour la figure 3. Le clapet de retenue (45) laisse passer le flux de liquide pulsé par le circulateur (42) alors que les clapets de retenue (44) et (43) empêchent la circulation dans la pompe à chaleur (20), les circulateurs (40) et (41) sont à l'arrêt dans ce mode.  30 probe (33) of the medium to be heated, it is this mode which is used. In this mode, the valve (46) is closed, the circulator (42) is in operation and puts in direct heat exchange relation the solar collector (10) and the medium to be heated (31). The operation is identical to that described for FIG. 3. The check valve (45) passes the flow of pulsed liquid through the circulator (42) while the check valves (44) and (43) prevent the circulation in the heat pump (20), the circulators (40) and (41) are stopped in this mode.

Lorsque des besoins thermiques existent et que la sonde (34) est plus froide de quelques degrés que le milieu à chauffer (30), la vanne motorisée (46) est ouverte.  When thermal needs exist and the probe (34) is colder by a few degrees than the medium to be heated (30), the motorized valve (46) is open.

s Ce cycle de fonctionnement se met en service automatiquement dès que le rayonnement solaire est insuffisant pour assurer le chauffage du milieu à chauffer (30), (Cette insuffisance est détectée par la différence de température existant entre la sonde thermique (34) du capteur (10) et la sonde (33) du milieu à chauffer (30). Dans ce cycle la pompe de circulation (41) met en relation d'échange thermique le  s This operating cycle is automatically activated as soon as the solar radiation is insufficient to heat the medium to be heated (30), (this insufficiency is detected by the temperature difference existing between the thermal probe (34) of the sensor ( 10) and the probe (33) of the medium to be heated (30) In this cycle the circulation pump (41) puts in heat exchange relation the

ro condenseur (23) de la pompe à chaleur (20) et le milieu à chauffer (30). D'un autre côté, le circulateur (40) met en relation d'échange thermique l'évaporateur (21) de la pompe à chaleur (20) et le capteur mixte solaire (10) et atmosphérique (11). La circulation de l'eau s'effectue dans le sens bas du capteur vers le haut du capteur. Le clapet de retenue (45) empêche la circulation au travers du circulateur (45) qui  ro condenser (23) of the heat pump (20) and the medium to be heated (30). On the other hand, the circulator (40) puts in heat exchange relation the evaporator (21) of the heat pump (20) and the combined solar (10) and atmospheric sensor (11). The flow of water is in the bottom direction of the sensor towards the top of the sensor. The check valve (45) prevents circulation through the circulator (45) which

rs est à l'arrêt dans cette phase. Le liquide (en général de l'eau additionnée d'antigel), pulsé par le circulateur (40) aura un débit partagé entre les échangeurs (11) et (12) de tous les capteurs mixtes installés en parallèle, le liquide refroidi dans l'évaporateur (21) va se réchauffer dans le capteur mixte en prélevant de la chaleur à l'air extérieur dans lequel baigne l'échangeur (11) et de la chaleur solaire sur  rs is stopped in this phase. The liquid (usually water with antifreeze), pulsed by the circulator (40) will have a flow shared between the exchangers (11) and (12) of all mixed sensors installed in parallel, the liquid cooled in the the evaporator (21) will heat up in the mixed sensor by taking heat from the outside air in which the exchanger (11) is bathed and from the solar heat on

20 l'échangeur (12) s'il existe un rayonnement solaire aussi petit soit il. Le compresseur (22) de la pompe à chaleur (20) est en fonctionnement pendant cette phase et prélève de la chaleur dans l'évaporateur (21) pour la transmettre à plus haute température dans le condenseur (23). La pompe à chaleur fonctionne tant qu'un besoin de chaleur existe dans le milieu à chauffer (30). Pendant cette phase de  The exchanger (12) if there is solar radiation as small as it is. The compressor (22) of the heat pump (20) is in operation during this phase and takes heat from the evaporator (21) to transmit it at a higher temperature in the condenser (23). The heat pump operates as long as there is a need for heat in the medium to be heated (30). During this phase of

25 fonctionnement, si la température extérieure est basse (voisine de 0 C par exemple), le liquide en circulation aura une température de l'ordre de -5 C à l'entrée de l'évaporateur (21) et de -8 C à sa sortie. Du givre apparaîtra sur les deux faces de l'échangeur (11), la phase de givrage est longue de l'ordre de 6 jours, le givre disparaîtra naturellement dès que la température extérieure remontera au dessus de  Operation, if the outside temperature is low (close to 0 C for example), the circulating liquid will have a temperature of the order of -5 C at the inlet of the evaporator (21) and -8 C to his exit. Frost will appear on both sides of the exchanger (11), the icing phase is of the order of 6 days, the frost will disappear naturally as soon as the outside temperature will rise above

30 +6 C ou lorsqu'un rayonnement solaire suffisant permettra une remontée de la température du liquide en circulation dans le capteur mixte. Bien entendu, la surface totale des capteurs solaires (10) et atmosphériques (11) seront calculés en relation avec la puissance de la pompe à chaleur (20). Dans ce cycle de fonctionnement, la puissance calorifique récupérée dans le milieu à chauffer sera environ 4 fois plus importante que la puissance absorbée par le compresseur (22). La pompe à chaleur (20) sera dotée d'un vase d'expansion (26) destiné à compenser la dilatation du liquide en circulation.  30 +6 C or when sufficient solar radiation allows a rise in the temperature of the circulating liquid in the mixed sensor. Of course, the total area of the solar collectors (10) and atmospheric (11) will be calculated in relation to the power of the heat pump (20). In this operating cycle, the heat output recovered in the medium to be heated will be approximately 4 times greater than the power absorbed by the compressor (22). The heat pump (20) will be provided with an expansion tank (26) to compensate for the expansion of the circulating liquid.

En période d'été, lorsqu'aucun besoin de chaleur n'existe, le clapet de retenue (29) ou la vanne motorisée (ou magnétique (46), en position normalement ouverte), permettent par thermosiphon (ou par le fonctionnement du circulateur (40)) l'évacuation naturelle dans les capteurs atmosphériques (11) de la chaleur excédentaire captée dans les capteurs solaires (10).  In the summer period, when there is no need for heat, the check valve (29) or the motorized valve (or magnetic valve (46), in the normally open position), allow thermosiphon (or by the operation of the circulator (40)) the natural evacuation in the atmospheric sensors (11) of the excess heat captured in the solar collectors (10).

La description faite ci avant définit le fonctionnement du système dans les différentes ~o phases ; des variantes de l'invention sont possibles en utilisant des vannes motorisées à 4 voies ou à 2 voies assurant la même fonction.  The description given above defines the operation of the system in the different phases; variants of the invention are possible using motorized 4-way or 2-way valves providing the same function.

Une application particulièrement intéressante de l'invention est son utilisation dans les pompes à chaleur de type eau/eau ou eau glycolée/eau destinées à l'habitat individuel afin d'assurer le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire.  A particularly interesting application of the invention is its use in heat pumps of water / water or brine / water type for the individual habitat to provide heating and hot water production.

15 L'installation trouvera une excellente application pour les systèmes de plancher chauffants solaires directs.  The installation will find an excellent application for direct solar floor heating systems.

D'une manière générale et non limitative, l'invention s'applique dans tous systèmes nécessitant l'utilisation de la chaleur solaire en hiver. L'invention peut également être utilisée dans des systèmes de chauffage industriel, agricole ou tertiaire.  In general and not limitation, the invention is applicable in all systems requiring the use of solar heat in winter. The invention can also be used in industrial, agricultural or tertiary heating systems.

Claims (11)

REVENDICATIONS 1. Installation de production de chaleur comportant un ou plusieurs capteurs solaires (10) couplés à des capteurs atmosphériques (11) et à une pompe à chaleur (20), caractérisée en ce qu'un dispositif de circulation (27, 42) met directement en relation le capteur solaire avec le milieu à chauffer lorsque le rayonnement solaire est suffisant, la circulation ne s'effectuant pas dans les capteurs atmosphériques alors qu'elle s'y effectuera par l'intermédiaire d'une pompe à chaleur (20) lorsque le rayonnement solaire est insuffisant.  Heat production plant comprising one or more solar collectors (10) coupled to atmospheric sensors (11) and to a heat pump (20), characterized in that a circulation device (27, 42) directly in relation to the solar collector with the medium to be heated when the solar radiation is sufficient, the circulation does not take place in the atmospheric sensors while it will be carried out by means of a heat pump (20) when solar radiation is insufficient. 2. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que les capteurs io atmosphériques (11) sont placés sous les capteurs solaires (10) avec un espace de quelques centimètres pour permettre à l'air de circuler par convection ou sont installés à un endroit différent.  2. Installation according to claim 1 characterized in that the atmospheric sensors (11) are placed under the solar collectors (10) with a space of a few centimeters to allow air to circulate by convection or are installed at a different location . 3. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'un clapet de retenue (29) est placé à l'une des extrémités des capteurs atmosphériques (11) la 15 circulation du liquide dans les capteurs (10) change alors de sens selon le cycle de fonctionnement.  3. Installation according to claim 1 characterized in that a check valve (29) is placed at one end of the atmospheric sensors (11) the circulation of the liquid in the sensors (10) then changes direction according to the operating cycle. 4. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que le ou les capteurs (10) sont du type à simple vitrage, à double vitrage ou à tubes sous vide.  4. Installation according to claim 1 characterized in that the or sensors (10) are single glazed type, double glazing or vacuum tubes. 5. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'une vanne trois voies 20 (28) ou une panoplie de circulateurs (40, 41, 42) couplés avec des clapets de retenue (43, 44, 45) permettent le passage d'un cycle à l'autre.  5. Installation according to claim 1 characterized in that a three-way valve (28) or an array of circulators (40, 41, 42) coupled with check valves (43, 44, 45) allow the passage of one cycle to another. 6. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que deux sondes différentielles de température (33,34) permettent de commander le passage d'un cycle à l'autre. 25  6. Installation according to claim 1 characterized in that two differential temperature probes (33,34) can control the passage from one cycle to another. 25 7. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'une ou plusieurs vannes motorisées ou électrovannes (32, 46) permet(tent) d'éviter les retours parasites et donnent la possibilité de faire circuler le liquide dans le même sens dans les deux cycles.  7. Installation according to claim 1 characterized in that one or more motorized valves or solenoid valves (32, 46) allows (tent) to avoid parasitic returns and give the possibility of circulating the liquid in the same direction in both cycles. 8. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'un circulateur (25, 40) 30 met en relation les capteurs atmosphériques (11) et solaires (10) avec l'évaporateur (21) de la pompe à chaleur (20).  8. Installation according to claim 1 characterized in that a circulator (25, 40) 30 relates the atmospheric sensors (11) and solar (10) with the evaporator (21) of the heat pump (20). 9. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que le milieu à chauffer (30) est un ballon d'eau chaude ou un plancher solaire direct.  9. Installation according to claim 1 characterized in that the medium to be heated (30) is a hot water tank or a direct solar floor. 10. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que les capteurs mixtes (10,  10. Installation according to claim 1 characterized in that the mixed sensors (10, 11) peuvent être installés en toiture quelques centimètres au dessus de la couverture (18).  11) can be installed on the roof a few centimeters above the roof (18).
FR0611047A 2005-12-26 2006-12-15 HEAT GENERATION SYSTEM WITH SOLAR AND ATMOSPHERIC MIXED SENSOR COUPLED TO A HEAT PUMP Expired - Fee Related FR2896858B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0611047A FR2896858B1 (en) 2005-12-26 2006-12-15 HEAT GENERATION SYSTEM WITH SOLAR AND ATMOSPHERIC MIXED SENSOR COUPLED TO A HEAT PUMP

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0513399A FR2896857A1 (en) 2005-12-26 2005-12-26 Heat plant for e.g. direct solar heating system of floor, has circulator setting solar collector with respect to medium to be heated, where circulation of liquid is carried out by intermediate of heat pump when radiation is insufficient
FR0611047A FR2896858B1 (en) 2005-12-26 2006-12-15 HEAT GENERATION SYSTEM WITH SOLAR AND ATMOSPHERIC MIXED SENSOR COUPLED TO A HEAT PUMP

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2896858A1 true FR2896858A1 (en) 2007-08-03
FR2896858B1 FR2896858B1 (en) 2010-09-17

Family

ID=38310094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0611047A Expired - Fee Related FR2896858B1 (en) 2005-12-26 2006-12-15 HEAT GENERATION SYSTEM WITH SOLAR AND ATMOSPHERIC MIXED SENSOR COUPLED TO A HEAT PUMP

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2896858B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2927152A1 (en) * 2008-02-04 2009-08-07 Airpac Sarl Heat transfer device for use on roof of laundry room of building, has enclosure housing evaporator, compressor, condenser and valve interconnected to form pump, where complementary unit is provided on cover of open end of enclosure
WO2012041323A2 (en) 2010-09-28 2012-04-05 Innogie Aps Thermal solar absorber system generating heat and electricity
CN105698247A (en) * 2016-01-27 2016-06-22 燕山大学 Photovoltaic loop heating pipe assisted twin-heat-source heat-pump heat supply system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4227515A (en) * 1979-04-18 1980-10-14 Jacob Robert I Dual phase solar water heater
DE3040647A1 (en) * 1980-10-29 1982-05-27 Manfred 6601 Kleinblittersdorf Kany HEAT EXCHANGER FOR ABSORBING AIR HEAT
DE3214843A1 (en) * 1982-04-21 1983-11-03 Hermann Ing.(grad.) 8121 Antdorf Kirchmayer Device for converting solar energy into heat

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4227515A (en) * 1979-04-18 1980-10-14 Jacob Robert I Dual phase solar water heater
DE3040647A1 (en) * 1980-10-29 1982-05-27 Manfred 6601 Kleinblittersdorf Kany HEAT EXCHANGER FOR ABSORBING AIR HEAT
DE3214843A1 (en) * 1982-04-21 1983-11-03 Hermann Ing.(grad.) 8121 Antdorf Kirchmayer Device for converting solar energy into heat

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2927152A1 (en) * 2008-02-04 2009-08-07 Airpac Sarl Heat transfer device for use on roof of laundry room of building, has enclosure housing evaporator, compressor, condenser and valve interconnected to form pump, where complementary unit is provided on cover of open end of enclosure
WO2012041323A2 (en) 2010-09-28 2012-04-05 Innogie Aps Thermal solar absorber system generating heat and electricity
CN105698247A (en) * 2016-01-27 2016-06-22 燕山大学 Photovoltaic loop heating pipe assisted twin-heat-source heat-pump heat supply system

Also Published As

Publication number Publication date
FR2896858B1 (en) 2010-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2005069B1 (en) Device for heating, cooling and producing domestic hot water using a heat pump and low-temperature heat store
EP2592358A1 (en) Facility for temperature control and hot-water production and method for implementing such a facility
FR2913761A1 (en) Device for drying thick products containing organic matter such as sludge from urban or industrial wastewater purification stations, comprises an enclosure defined by bottom wall, side walls and roof, a ventilator, and a dehumidifier
FR2896857A1 (en) Heat plant for e.g. direct solar heating system of floor, has circulator setting solar collector with respect to medium to be heated, where circulation of liquid is carried out by intermediate of heat pump when radiation is insufficient
FR2896858A1 (en) Heat plant for providing domestic hot water, has heat pump stopping circulation of liquid when solar radiation is sufficient and permitting circulation of liquid when solar radiation is insufficient
WO2006090060A1 (en) Hybrid thermal and photovoltaic solar collector
FR2955379A1 (en) THERMAL SOLAR SYSTEM FOR HEATING A HABITABLE SPACE
FR2917158A1 (en) Heat pump e.g. water/water type pump, installation for direct solar heating flooring system, has atmospheric sensors installed in barrier, where antigel liquid circulates in sensors and space arranged between channels to pass air outside
FR2999830B1 (en) ELEMENT FOR THE TREATMENT OF IMPROVED SOLAR RADIATION AND A SOLAR FOLLOWER AND A SOLAR POWER PLANT EQUIPPED WITH SUCH ELEMENT
FR2882426A1 (en) Photovoltaic and thermal hybrid solar collector chamber`s caisson for e.g. superstore, has plates provided on both sides of frame having U-shaped profile and water supply conduit emerging in solar collector via orifice provided in profile
FR2943122A1 (en) Heating and air-conditioning device for e.g. building, has air intake device including protective grid and filter system assembly, valve and inclined roof whose face is provided with double glass surface having glass house effect
FR2938319A1 (en) Habitable space i.e. dwelling room, heating and/or refreshment device for e.g. single-family house, has tampon volume arranged such that air is filled in volume after volume undergoes heat exchange in primary circuit of exchanger
FR2763672A1 (en) Heat pump system with exterior air heat exchanger and buried collector in series
EP0060813B1 (en) Heat pump
FR3051006A1 (en) SYSTEM FOR REGULATING THE TEMPERATURE OF THE ENVELOPE OF A CONSTRUCTION AND CONSTRUCTION EQUIPPED WITH SUCH A SYSTEM
EP2354712B1 (en) Thermal solar collector, thermal solar system including such a thermal solar collector and method for heating a habitable space.
EP3561402B1 (en) Method and device for thermal control of a building
FR2957136A1 (en) Heat producing installation for heating and producing domestic hot water in e.g. home, during winter, has atmospheric sensors connected with heat pump, where atmospheric sensors are made of plastic material
BE1015422A6 (en) Multifunctional building components, prefabricated for external walls and roofs to renewable energy recovery and replacement of fossil energy.
CH701001A2 (en) Solar cistern for heating individual house, has open type hydraulic circuits lightly inclined such that hydraulic circuits are emptied by drain in cistern when pumps are stopped to protect hydraulic circuits against frost
FR2461897A2 (en) Seasonal heat storage below ground - uses summer solar heat to provide winter heating stored in pipework in sand mass
EP2354714B1 (en) Thermal solar system and method for heating a habitable space.
FR2993348A1 (en) Device for optimizing performance of air/water heat pump in winter period by storing energy in deep ground, has managing unit managing operation of device according to ground temperature, liquid, surrounding air and sun temperature
FR2596856A1 (en) Built-in installation for the heating and thermal regulation of a building using solar energy, associated composite slab and building comprising such an installation and such a slab
FR2936860A1 (en) Air-conditioning installation for heating and cooling room of dwelling, has guiding tube carrying gas or liquid heated by solar collector along riser, to use heated gas or liquid as heat source for boiling absorption liquid in riser

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 10

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 12

ST Notification of lapse

Effective date: 20190906

TP Transmission of property

Owner name: BERNIER DEVELOPPEMENT, FR

Effective date: 20190924

CL Concession to grant licences

Name of requester: BERNIER ENERGIES, FR

Effective date: 20200203