FR2926131A1

FR2926131A1 - Solar heating system for e.g. premises, has solar collector composed of heating coil, where energy received by collector is equal to sum of totality of energy required to heat premises or dwelling and totality losses through walls of tank

Info

Publication number: FR2926131A1
Application number: FR0800073A
Authority: FR
Inventors: Edmond Thuries
Original assignee: SARL THURIES SARL
Current assignee: SARL THURIES SARL
Priority date: 2008-01-07
Filing date: 2008-01-07
Publication date: 2009-07-10
Anticipated expiration: 2028-01-07
Also published as: FR2926131B1

Abstract

The system has a solar collector composed of a heating coil (11) in which the water heated by the sun is circulated during the heat season. A squared parallelepiped or rectangular tank (5) collects the hot thermally insulated by thickness of thermal insulating material (8) with thermal conductivity coefficient, where the energy received by the solar collector during the heat season and stored in the form of heat in a hot water storage (6) in the tank is equal to sum of totality of energy required to heat a premises and a dwelling and totality losses through walls of the tank.

Description

-1- Le chauffage d'un local ou d'une habitation est une des préoccupations humaines depuis la nuit des temps. De façon connue, il est obtenu, entre autres : - Par combustion d'une matière inflammable (bois, gaz, charbon, pétrole..) 5 Par le passage de l'électricité dans une résistance. Par utilisation de la chaleur résiduelle d'une centrale nucléaire. Par utilisation d'un fluide caloporteur pouvant effectuer un cycle thermodynamique pour puiser des calories dans une source à basse température (pompes à chaleur). 10 Par effet de serre, mais de façon diurne seulement et pendant les jours où l'ensoleillement est suffisant. La présente invention a pour but l ':utilisation de l'énergie solaire en organisant un système permettant la répartition de cette énergie tout au long de la saison froide. 15 L'invention comporte une réserve d'eau chaude, d'un volume tel qu'elle contienne toute l'énergie calorifique nécessaire au maintien d'une température de confort, dite température de référence, 20°C par exemple non limitatif. Une ou plusieurs pompes font circuler cette eau dans des radiateurs 20 disposés dans le local ou l'habitation à chauffer, sous le plancher par exemple préférentiel, non limitatif également. Le chauffage de l'eau de la réserve est obtenu, pendant la saison chaude, par passage de l'eau de cette réserve, grâce à des pompes, dans un radiateur capteur de l'énergie solaire. 25 Une des réalisations les plus simples, mais non limitative, consiste à placer ce radiateur-capteur sur le toit du local ou de l'habitation à chauffer. Pour plus d'efficacité, ce radiateur-capteur peut être couvert d'une paroi transparente, en verre ou en matière plastique de façon à obtenir un effet de serre, La circulation de l'eau ne doit se faire que 30 lorsque la température du radiateur- capteur est supérieure à la température de l'eau de la réserve. Ceci implique que la circulation doit être stoppée la nuit ou en fin de journée et surtout en fin de saison chaude quand, par temps couvert, l'apport de chaleur solaire est insuffisant. -2- Une des premières conditions de son efficacité est un isolement thermique efficace du local ou de l'habitation. Les grandeurs qui conditionnent alors la puissance Q1 à apporter pour maintenir la température intérieure du local ou de l'habitation à une température minimale, dite de référence, OR sont : - La conductivité thermique k des murs et du toit exprimée en watts par mètre pour 1°C (on considère qu'elle est la même pour les deux). La surface S d'échange avec le milieu extérieur, c'est-à-dire la surface totale des murs et du toit (la surface du plancher, isolé par le sol, a une influence négligeable). L'épaisseur E du matériau isolant des murs et du toit (on considère qu'elle est la même pour les deux). - La différence de température A0 entre l'air extérieur et l'air intérieur. - On a alors Q1 =A0. k. S/E. Pour un bâtiment bien isolé, équipé de doubles fenêtres et dont les murs et le toit intègrent une épaisseur de 20 cm de matériaux alvéolaires ou autre isolants thermique, on peut prendre k = 0,03 w/m pour 1°C, sans que cette valeur soit limitative. A titre d'exemple, non limitatif, pour un bâtiment où S = 650 m2 et E= 0,2 m, Q1= 0,03 x 650/ 0, 2 x 100 watts par degré de différence de température entre l'air extérieur et l'air intérieur. L'énergie, en Joule, à fournir à l'intérieur du bâtiment pendant un temps allant de tl à t2 est de W1 = 1 Q1.dt. Un des buts de l'invention est de rechercher l'optimum économique pour la construction de la réserve d'eau chaude qui doit fournir l'énergie de chauffage ainsi que l'énergie perdue dans le sol à travers ses parois. En appelant : - A, la surtàce totale des parois de la cuve, d'échange avec son milieu 30 Qnyironnant (la terre, par exemple non limitatif, si la cuve est enterrée) -K, la conductivité thermique des parois de la cuve. -AT, exprimé en d° C, la différence, de température entre l'eau de la cuve et son milieu environnant. 10 15 20 25 -3- e, l'épaisseur de ces parois' La puissance Q2 perdue par les parois de la cuve est donnée par : AT . K. A / e et l'énergie perdue pendant un temps allant de tl à t2 est de t2 W2 = Il Q2 . dt. -1- The heating of a room or a home is a human concern since the dawn of time. In known manner, it is obtained, among others: - By combustion of a flammable material (wood, gas, coal, oil ..) 5 By the passage of electricity in a resistance. By using the residual heat of a nuclear power plant. By using a heat transfer fluid that can perform a thermodynamic cycle to draw calories from a low temperature source (heat pumps). 10 Greenhouse effect, but only in daytime and during days when there is sufficient sunlight. The present invention aims to: use of solar energy by organizing a system for the distribution of this energy throughout the cold season. The invention comprises a reserve of hot water, of a volume such that it contains all the heat energy necessary to maintain a comfort temperature, called reference temperature, 20 ° C for example non-limiting. One or more pumps circulate this water in radiators 20 arranged in the premises or the dwelling to be heated, under the floor for example preferential, non-limiting as well. The heating of the water reserve is obtained, during the hot season, by passing water from this reserve, through pumps, in a radiator solar energy sensor. One of the simplest, but not limiting, embodiments consists in placing this radiator-sensor on the roof of the room or dwelling to be heated. For more efficiency, this radiator-sensor can be covered with a transparent wall, made of glass or plastic so as to obtain a greenhouse effect, the circulation of the water must be done only when the temperature of the radiator-sensor is greater than the water temperature of the reserve. This implies that the traffic must be stopped at night or at the end of the day and especially at the end of the hot season when, in cloudy weather, the solar heat input is insufficient. -2- One of the first conditions of its effectiveness is an effective thermal insulation of the room or the house. The quantities which condition then the power Q1 to bring to maintain the interior temperature of the local or the house to a minimum temperature, known as reference, OR are: - the thermal conductivity k of the walls and the roof expressed in watts per meter for 1 ° C (we consider that it is the same for both). The surface S of exchange with the external environment, that is to say the total surface of the walls and the roof (the surface of the floor, insulated by the ground, has a negligible influence). The thickness E of the insulating material of the walls and the roof (it is considered that it is the same for both). - The difference in temperature A0 between the outside air and the indoor air. - Then we have Q1 = A0. k. S / E. For a well insulated building, equipped with double windows and whose walls and roof incorporate a thickness of 20 cm of cellular materials or other thermal insulators, we can take k = 0.03 w / m for 1 ° C, without this value is limiting. By way of nonlimiting example, for a building where S = 650 m2 and E = 0.2 m, Q1 = 0.03 x 650/0, 2 x 100 watts per degree of temperature difference between the outside air and the air inside. The energy, in Joule, to supply inside the building for a time ranging from t1 to t2 is W1 = 1 Q1.dt. One of the aims of the invention is to seek the economic optimum for the construction of the hot water supply which must provide the heating energy as well as the energy lost in the soil through its walls. By calling: - A, the total surface of the walls of the tank, exchange with its medium 30 Qnyironnant (the earth, for example non-limiting, if the tank is buried) -K, the thermal conductivity of the walls of the tank. -AT, expressed in ° C, the difference in temperature between the tank water and its surrounding environment. The thickness of these walls The power Q2 lost by the walls of the vessel is given by: AT. K. A / e and the energy lost for a time ranging from t1 to t2 is t2 W2 = II Q2. dt.

A titre d'exemple non limitatif, une cuve de forme parallélépipédique de dimensions 12 m x 14,5 m x 2m, présentant donc une surface totale de 454 m2 et possédant des parois de 0,5 m d'épaisseur constituées d'un matériau isolant thermique, alvéolaire par exemple, non limitatif, dont le coefficient K peut être pris égal à 0,05 par exemple non limitatif également, présente une puissance Q2 de déperdition égale à (0,05 x 454) / 0,5 = 45,4 watts pour un degré de différence de température entre l'eau de la cuve et le milieu environnant. Il est à noter qu'il existe des matériaux possédant un coefficient K de l'ordre de 0,02, mais la présente invention relevant de l'ordre du bâtiment, le coût des matériaux doit être pris en considération. By way of nonlimiting example, a parallelepiped-shaped tank of dimensions 12 mx 14.5 mx 2 m, thus having a total surface area of 454 m 2 and having walls 0.5 m thick made of a thermal insulating material , alveolar for example, non-limiting, whose coefficient K can be taken equal to 0.05, for example non-limiting also, has a power Q2 of loss equal to (0.05 x 454) / 0.5 = 45.4 watts for a degree of temperature difference between the water of the tank and the surrounding environment. It should be noted that there are materials having a coefficient K of the order of 0.02, but the present invention is of the order of the building, the cost of materials must be taken into consideration.

Par ailleurs, on doit prendre aussi en considération que la température de l'eau circulant dans les radiateurs, provenant du stockage d'un chauffage solaire par un dispositif extérieur est forcément relativement faible, comprise entre 25 et 45 °C, par exemple non limitatif Il est de bon sens que la température de l'eau ne descende pas en dessous de - 25°C pour conserver des temps de réponse suffisamment rapides en régime transitoire (mise en chauffe du bâtiment après une période d'arrêt par grand froid par exemple) tout en ne nécessitant qu'une surface de radiateurs raisonnable. A titre d'exemple, toujours non limitatif, avec une surface radiateurs de 100 m2 situés sous des planchers de 0,1 m d'épaisseur, dont le coefficient de conductivité thermique vaudrait 1, la puissance transmise serait de (1 x 100) / 0,1 =1000 Watts par degré de différence de température entre l'eau du radiateur et l'air intérieur au bâtiment. Si celui-ci nécessite, à titre d'exemple, unè puissance de chauffage de 2 Kw, cette différence de température devrait être de deux degrés. Pour une température de référence de 20°C , l'eau des radiateurs devra donc être au minimum à 22°C. Pour avoir donc un temps de réponse en régime transitoire correct, une température d'eau de 25°C, assurant temporairement 5 Kw est objectivement bonne.,, -4- Le dispositif de chauffage solaire, disposé sur le toit du bâtiment, comme vu plus haut par exemple non limitatif, de construction simple, pour des questions de coût, composé, comme dit plus haut également par exemple toujours non limitatif, d'un radiateur-capteur assez simple, composé de tubes, par exemple non limitatif, placé sous une paroi transparente, ne pourra fournir, sous les latitudes tempérées, que de l'eau à une température maximale de 45°C et ce jusqu'au 30 septembre au mieux. La figure 1 de la planche I, montre l'évolution journalière des températures de l'air extérieur pendant les différentes périodes de la saison froide des pays 10 aux latitudes tempérées ;ces courbes,. sinusoïdales, se rapprochent beaucoup de l'allure réelle de l'évolution des températures (courbe 5).Elles représentent le premier terme de leur décomposition en séries de Fourier. D'ailleurs, le climat variant d'une année à l'autre, une grande précision ne peut être espéré. La courbe(1), de froid léger (de +5°C à +15°C), correspond au début et à la 15 fin de cette saison froide en octobre et en mars et ne prend place que pendant une semaine environ. Pendant le reste de ces deux mois. le chauffage provenant de l'activité humaine interne et des surfaces vitrées suffit. La courbe (2), de froid moyen (de 0°C à +10°C), correspond à une partie des mois de novembre et février, deux semaines et demie environ pour chacun 20 dë ces mois. La courbe (1), de froid intense (de -10°C à 0°C), correspond à la majeure partie des mois de décembre et janvier, trois semaines et demie environ pour chacun de ces mois. La courbe (4), de très grands froids, enfin (de -20°C à -10°C), correspond 25 à une semaine de froid très intense pouvant se produire au milieu de l'hiver. La figure 2 de la planche unique I est une vue en coupe du bâtiment dans lequel la structure (5) de la réserve d'eau chaude (6) est intégrée à la structure (7) de support du bâtiment. Un matériau isolant thermiquement (8) est disposé sur les parois de la réserve 30 d'eau chaude (6). En référence à la figure 1 on peut calculer la quantité d'énergie calorifique à fournir au bâtiment à chauffer. Dans l'exemple cité plus haut k = 0,03, S = 650 m2 et e = 0,2 m, -5- Furthermore, it must also be taken into consideration that the temperature of the water circulating in the radiators, from the storage of a solar heating device by an external device is necessarily relatively low, between 25 and 45 ° C, for example non-limiting It is common sense that the water temperature does not drop below -25 ° C to maintain sufficiently fast response times in transient conditions (heating of the building after a period of shutdown in extreme cold, for example). ) while requiring only a reasonable radiator area. By way of example, still nonlimiting, with a radiator surface of 100 m2 located under floors of 0.1 m thick, whose thermal conductivity coefficient would be 1, the power transmitted would be (1 x 100) / 0.1 = 1000 Watts per degree of temperature difference between the radiator water and the air inside the building. If it requires, for example, a heating power of 2 Kw, this temperature difference should be two degrees. For a reference temperature of 20 ° C, the water radiators must be at least 22 ° C. So to have a correct transient response time, a water temperature of 25 ° C, temporarily providing 5 Kw is objectively good. ,, -4- The solar heater, arranged on the roof of the building, as seen above, for example non-limiting, of simple construction, for reasons of cost, composed, as said above also for example still non-limiting, a radiator-sensor quite simple, consisting of tubes, for example non-limiting, placed under a transparent wall, will be able to provide, under temperate latitudes, only water with a maximum temperature of 45 ° C and this until September 30 at best. Figure 1 of Plate I shows the daily evolution of outdoor air temperatures during the different periods of the cold season of countries 10 at temperate latitudes; sinusoidal, very close to the real pace of the evolution of temperatures (curve 5). They represent the first term of their decomposition in Fourier series. Moreover, the climate varies from one year to another, a great precision can not be hoped for. The curve (1), of light cold (+ 5 ° C to + 15 ° C), corresponds to the beginning and the end of this cold season in October and March and takes place only for a week or so. During the rest of these two months. heating from internal human activity and glazed surfaces is sufficient. The curve (2), of average cold (from 0 ° C to + 10 ° C), corresponds to a part of the months of November and February, about two and a half weeks for each 20 of these months. The curve (1), of intense cold (-10 ° C to 0 ° C), corresponds to most of the months of December and January, about three and a half weeks for each of these months. The curve (4), very cold, finally (from -20 ° C to -10 ° C), corresponds to a week of very intense cold that can occur in the middle of winter. Figure 2 of the single board I is a sectional view of the building in which the structure (5) of the hot water supply (6) is integrated with the structure (7) supporting the building. A thermally insulating material (8) is disposed on the walls of the hot water tank (6). Referring to Figure 1 can be calculated the amount of heat energy to provide the building to be heated. In the example cited above k = 0.03, S = 650 m2 and e = 0.2 m, -5-

QI = 100 watts x A0 , A0 étant la différence de température entre la température de référence, 20°C comme pris ci-dessus en exemple non limitatif et la température extérieure donnée par les courbes de cette figure 1. IQ = 100 watts x A0, where A0 is the temperature difference between the reference temperature, 20 ° C as taken above as a non-limiting example and the outside temperature given by the curves of this FIG.

Si on appelle Am la température minimale, AM la température maximale et t l'heure considérée en heure T.U.( temps universel) et constatant que le point d'inflexion des sinusoïdes est atteint à t=7 , la température A d'un point d'une courbe est donné par : 0 = Om + @2.(OM Am) X [1 + sin((t ù 7) x17 / 12 )]. If we call Am the minimum temperature, AM the maximum temperature and t the time considered in UTC (universal time) and finding that the point of inflection of the sinusoids is reached at t = 7, the temperature A of a point d a curve is given by: 0 = Om + @ 2 (OM Am) X [1 + sin ((t ù 7) x17 / 12)].

Pendant une journée allant des temps tl = 1 à temps t2 = 24 + 1 =- 25 l'énergie Wa During a day ranging from times t1 = 1 to time t2 = 24 + 1 = - 25 Wa energy

à fournir vaut, une heure valant 3600 secondes : to provide is worth, one hour worth 3600 seconds:

10 Wa=3600x100 ji OR 0)dt En référence à la courbe (1) 01,1= 15°C et 8,=50C (OR =20°C) t2 Wa= 3600 x 100 x f t[20 ù 5 ù%2.(15-5) x [1+ sin (t ù 7) xUl / 12 )].dt Às Wa = 3600 x IOO x 10 x [t] = 86,4 MJ. Comme vu ci-dessus cette consommation ne s'applique que pendant une semaine 15 pour les mois d'Octobre et de Mars. L'énergie à fournir vaut alors Wa = 3600 × 100 OR 0) dt Referring to curve (1) 01.1 = 15 ° C and 8 = 50 ° C (OR = 20 ° C) t2 Wa = 3600 x 100 xft [20 to 5 ù% 2 (15-5) x [1+ sin (t ù 7) xUl / 12)] ds λs = 3600 x 100 x 10 x [t] = 86.4 MJ. As seen above this consumption only applies for a week 15 for the months of October and March. The energy to be supplied is then worth

Wa = 86,4 x 7 = 605 MJ. Wa = 86.4 x 7 = 605 MJ.

Un calcul identique donne, pour la courbe (2), applicable pendant deux semaines et demie, soit 17,5 jours en Novembre et en Février An identical calculation gives, for curve (2), applicable for two and a half weeks, ie 17.5 days in November and February

Wb 129,6 x 17,5 = 2268 MJ. Wb 129.6 x 17.5 = 2268 MJ.

20 On obtient de même avec la courbe (3) applicable pendant 3 semaines et demie en Décembre et en Janvier, soit 24,5 jours : Wc = 216 x 24,5 = 5292 ML. The same is obtained with the curve (3) applicable for 3 and a half weeks in December and January, ie 24.5 days: Wc = 216 x 24.5 = 5292 ML.

On obtient également avec la courbe (4) applicable pendant une semaine, Wd=302,4x 7=2116,8 MJ. With curve (4) applicable for one week, Wd = 302.4x7 = 2116.8 MJ is also obtained.

25 Les heures prises en comte dans ces calculs correspondent à l'Europe de l'Ouest ; Elles doivent être actualisées pour toute autre région. The hours taken into account in these calculations correspond to Western Europe; They must be updated for any other region.

II faut noter par ailleurs qu'une partie de l'énergie nécessaire au chauffage est fournie par l'activité humaine intérieure à l'habitation. It should also be noted that part of the energy required for heating is provided by the human activity inside the dwelling.

En prenant l'exemple d'une habitation où cinq personnes séjournent 1 1 heures par 30 jour environ, en comptant 50 watts par personne, l'énergie dégagée est de : 50 x 5 x 11 x 3600 9,9MJ. En saison hivernale on peut estimer que pendant 6 heures chaque jour 8 lampes de 60 watts restent allumées, ce qui dégage une5 -6- énergie égale à 6 x 60 x 8 x 3600 = 10,4.M.1. Par ailleurs la puissance calorifique dégagée par les cuissons en cuisine peut être estimée approximativement à 1 Kw pendant deux fois 15 minutes. L'énergie dégagée est alors 1000 x 2 x 15 x 60 =1,8 MJ par jour. . Mais pour évacuer les fumées de la cuisine, un ventilateur extracteur envoie vers l'extérieur, en général, 0,2 m3 d'air par seconde. En prenant donc deux périodes de 15 minutes de fonctionnement par jour, ce sont 2 x 15 x 60 x 0,2 = 360 m3 d'air qui sont expulsés et sont remplacés par 360 m3 d'air froid, soit une masse de 360 x 1,3 470 Kg. Taking the example of a home where five people stay for about 1 hour per day, counting 50 watts per person, the energy released is: 50 x 5 x 11 x 3600 9.9MJ. In the winter season it can be estimated that for 6 hours each day 8 lamps of 60 watts remain lit, which releases an energy equal to 6 x 60 x 8 x 3600 = 10.4.M.1. Moreover, the heating capacity released by cooking in the kitchen can be estimated at approximately 1 Kw for twice 15 minutes. The energy released is then 1000 x 2 x 15 x 60 = 1.8 MJ per day. . But to evacuate the smoke from the kitchen, an extractor fan sends outwards, usually, 0.2 m3 of air per second. Taking two periods of 15 minutes of operation per day, 2 x 15 x 60 x 0.2 = 360 m3 of air are expelled and are replaced by 360 m3 of cold air, ie a mass of 360 x 1,3,470 Kg.

En prenant 1330 joules par Kg pour la, chaleur spécifique de l'air à pression constante, l'énergie emportée par la ventilation ( avec toujours 20 °C comme température de référence), vaut 1330 x 470 = 6,25 MJ par jour. Il faut aussi tenir compte du fonctionnement des appareils électro-ménagers que l'on peut estimer d'une puissance moyenne de 2 Kw pendant une heure, soit une 15 énergie de 2000 x 3600 = 7,2 MJ par jour. Au total, par, l'activité humaine dégage une énergie de : 9,9 + 10,4 + 1, 8 û 6,25 + 7,4 =29,3 MJ par jour. Enfin, dans la plupart des habitations se trouve une cheminée où brûle un feu de bois d'ambiance de temps à autre. On peut estimer arbitrairement, en moyenne, 20 l'énergie dégagée, à 1,7 MJ par jour. Il y a donc au total, du fait de l'activité humaine, un apport de 29,3 + 1,7= 31 MJ par jour. Mais le système de chauffage aura a tenir compte de l'énergie W perdue à travers les parois de la cuve de stockage de l'eau chaude. 25 En reprenant l'exemple d'une cuve de stockage de l'eau chaude de 454 m2 de surface de parois et de 0,5 m d'épaisseur avec une conductivité thermique K = 0,05 et en rappelant que Q2 = 454 watts x Ati, la quantité Ai, différence de température entre l'eau de la cuve et le milieu environnant dépend de l'évolution de la température de l'eau de la cuve. Pour simplifier les calculs on peut 30 décomposer cette évolution en sept étapes, chacune débutant au début des périodes d'application des courbes (1),(2), (3) et (4) de la figure l et en calculant séparément les chutes de températures dues à la déperdition à travers les parois et celles dues au chauffage du bâtiment. Cette manière de faire est pessir Piste car -7- pour chacune de ces températures, elle ne tiendra pas compte de la baisse continue due au chauffage du bâtiment, ce qui diminuerait AT. On prendra comme température environnante 15°C Toujours suivant l'exemple étudié avec une cuve de: 12 x 14,5 x 2 = 348 m3 , ceci représente une capacité calorifique pour ce volume d'eau de 348 x 4,18 1455 MJ. Pendant le temps dt, il est perdu à travers les parois une énergie égale à Q2x( t -15) x dt soit 45,4 x ( T - 15) dt, ce qui provoque une baisse de température dT pour fournir en équivalent 1455 x 106 dT . L'équation qui régit l'évolution de la température de la cuve en fonction du temps est donc : (45,4 / 1455 x 106)dt=-dT /(T - 15) d'où: il tY (45,4 / 1455 x 106)x dt = - - dT / ( T - 15) . tl Me, = 1455 x 106 / 45,4) x Ln( T1 - 15) / ( T2 - 15). Les indices 1 et 2 indiquent les étapes de début et fin de l'étape considérée.. 15- l' étape (mois d'Octobre) ù Conditions de départ : tl = 0 t2 =31 jours soit 2,6781 x 106 secondes et T1= 45°C. On a alors 2,6781 x 106 = (1455 x 106 / 45,4) x Ln (45-15) / ( T2 - 15). soit30/(T2-15)=0,084d'où 30/(T2ù15)=e0,084 T2=30/1,087+15 T2 = 42,6°C 20 Pendant l'unique semaine du mois d'Octobre où les 31 MJ d'activité humaine ne suffisent pas, la réserve d'eau chaude doit fournir 605 ù 31 x 7''.= 388 MJ. Ceci fait chuter la température de•l.a réserve d'eau de 388 / 1455 0,27°C. A la fin de cette première étape, la température d'eau de la réserve est donc de 42,6 ù 0,27 = 42,33°C. 25 2ème étape (mois de Novembre)) ù Conditions de départ : tl = 0, t2 =30 jours soit 2,592 x 106 secondes et T1= 42,33°C. Un calcul identiqué à celui de la 1ère étape donne, pour 30 jours soit 2,592 x 106 secondes . T2 = 40,27°C. Pendant cette 2eme étape, la réserve d'eau chaude a du fournir pour chauffer 30 l'habitation 2268 ù 31 x 17,5 = 1726 MJ. Ceci a fait chuter la température de la réserve d'eau de 1726 / 1455 1,19°C. Y -8- A la fin de cette deuxième étape la température de l'eau est donc de : 40,27 ù 1,19 = 39,02°C. 3eme étape (mois de Décembre)) ù Conditions de départ : tl = 0, t2 =24,5 jours soit 2,1168 x 106 secondes et Tl= 39,02°C. Taking 1330 Joules per Kg for the specific heat of air at constant pressure, the energy carried by the ventilation (always 20 ° C as the reference temperature), is 1330 x 470 = 6.25 MJ per day. It is also necessary to take into account the operation of household appliances that can be estimated at an average power of 2 Kw for one hour, ie an energy of 2000 x 3600 = 7.2 MJ per day. In total, by, human activity releases an energy of: 9.9 + 10.4 + 1, 8 - 6.25 + 7.4 = 29.3 MJ per day. Finally, in most dwellings there is a fireplace where a fire of firewood burns from time to time. On average, the energy released can be arbitrarily estimated at 1.7 MJ per day. There is therefore in total, because of human activity, a contribution of 29.3 + 1.7 = 31 MJ per day. But the heating system will have to take into account the energy W lost through the walls of the hot water storage tank. Using the example of a hot water storage tank with a surface area of 454 m 2 and a thickness of 0.5 m with a thermal conductivity K = 0.05 and recalling that Q2 = 454 watts x Ati, the quantity Ai, temperature difference between the water of the tank and the surrounding medium depends on the evolution of the water temperature of the tank. To simplify the calculations, this evolution can be broken down into seven steps, each starting at the beginning of the periods of application of the curves (1), (2), (3) and (4) of FIG. 1 and calculating separately the falls. temperatures due to leakage through the walls and those due to heating the building. This way of doing things is pessier Track for -7- for each of these temperatures, it will not take into account the continuous decrease due to the heating of the building, which would decrease AT. It will be taken as the surrounding temperature 15 ° C. Still following the example studied with a tank of: 12 x 14.5 x 2 = 348 m3, this represents a heat capacity for this volume of water of 348 x 4.18 1455 MJ. During the time dt, it is lost through the walls an energy equal to Q2x (t -15) x dt is 45.4 x (T-15) dt, which causes a drop in temperature dT to provide in equivalent 1455 x 106 dT. The equation which governs the evolution of the temperature of the tank as a function of time is thus: (45.4 / 1455 x 106) dt = -dT / (T-15) from where: it tY (45.4 / 1455 x 106) x dt = - - dT / (T - 15). Me, = 1455 x 106 / 45.4) x Ln (T1 - 15) / (T2 - 15). The indices 1 and 2 indicate the stages of beginning and end of the step considered. 15- the stage (October) ù Starting conditions: tl = 0 t2 = 31 days, ie 2.6781 x 106 seconds and T1 = 45 ° C. We then have 2.6781 x 106 = (1455 x 106 / 45.4) x Ln (45-15) / (T2 - 15). or 30 / (T2-15) = 0.084 where 30 / (T215) = e0.084 T2 = 30 / 1.087 + 15 T2 = 42.6 ° C 20 During the single week of October when the 31 MJ of human activity are not enough, the supply of hot water must provide 605 to 31 x 7 "= 388 MJ. This causes the temperature of the water reserve to drop by 388/1455 0.27 ° C. At the end of this first stage, the water temperature of the reserve is therefore 42.6 ± 0.27 = 42.33 ° C. 2nd stage (November) Starting conditions: tl = 0, t2 = 30 days, ie 2.592 x 106 seconds and T1 = 42.33 ° C. A calculation identical to that of the 1st stage gives, for 30 days is 2,592 x 106 seconds. T2 = 40.27 ° C. During this 2nd stage, the hot water supply had to be supplied to heat the dwelling 2268 to 31 x 17.5 = 1726 MJ. This caused the temperature of the water reserve to drop from 1726/1455 to 1.19 ° C. At the end of this second step the temperature of the water is therefore: 40.27 ù 1.19 = 39.02 ° C. 3rd step (December) Starting conditions: tl = 0, t2 = 24.5 days, ie 2.168 × 106 seconds and Tl = 39.02 ° C.

Le calcul donne alors T2 = 37,66°C Pendant cette 3eme étape, la réserve d'eau chaude a dû fournir pour chauffer l'habitation 5292 û 31 x 24,5 = 4533 MJ. Ceci a fait chuter la température de la réserve d'eau de 4533 / 14.55 3,1 1°C. La température de l'eau devient donc de 37,66 ù 3, 11 = 34,55°C. _ 4eme étape (une semaine de grand froid ).ù Conditions de départ : tl = O. 12 =7 jours soit 0,605 x 106 secondes et Tl= 34,55°C. On trouve T2 = 34,17°C. Pendant cette semaine, le chauffage demandé à la réserve d'eau chaude a fait chuter sa température de (21 17 ù 31 x 7) / 1455 = 1900 / 1455 = 1,31°C. D'où la 15. température finale de la 4èmé étape 34,17 -- 1,31 = 32,87°C. 5eme étape (mois de Janvier) û Condition de départ : tl = 0, t2 =24,5 jours soit 2,1168 x 106 secondes et T l= 32,87°C. On trouve T2 = 34,17°C Le chauffage fait encore chuter (comme en Décembre ) de 3.11°C d'où une 20- température finale de 31,73 ù 3,11 = 28,62°C. 6eme étape (mois d Février) û Condition de départ : tl = 0, t2 =29 jours soit 2,506 x 106 secondes et Tl= 28,62°C. On trouve T2 = 27,60°C. Le chauffage fait encore chuter de 1,02°C, la température finale est de : 25 27,60 ù 1,02 = 26,58°C. 7Cf1C étape (mois de Mars) û Condition de départ : tl O. t2 =31 jours soit : 2.6781 x 106 secondes et T l û 26,58°C. On trouve T2 = 26.65°C. Le chauffage (comme en Octobre) fait encore chuter de 0,23°C . d'où une 30 température finale de 25,42°C. Bien entendu ce calcul présente une certaine imprécision, et serait d'autant plus exact que le pas de calcul correspondrait à beaucoup plus que 7 étapes.-Mais étant -9- donné l'imprécision sur les données, ce qui est normal lorsqu'il s'agit de techniques du bâtiment , le résultat peut être considéré comme satisfaisant et assure un chauffage avec de l'eau dont la température va de 45°C à 25°C. Dans l'exemple étudié ci-dessus on constate que la chute de température de l'eau da la cuve due à la dissipation dans le milieu extérieur est sensiblement égale à la chute de température due au chauffage du bâtiment. Ceci signifie que l'énergie disponible dans la cuve, entre 45°C à 25°C s'est répartie pour moitié entre le chauffage du bâtiment et les pertes dans le milieu environnant. Pour des raisons constructives, la cuve est en général un parallèlépipède de base carrée ou rectangulaire de faible allongement et de hauteur environ quatre fois inférieure aux cotés du carré ou du petit coté du rectangle, quand, par exemple non limitatif, elle est située en sous-sol d'un bâtiment en utilisant des éléments de structure communs. Soit V le volume de stockage de la cuve d'eau chaude, l'énergie stockée, 15 proportionnelle à v, est de la forme E = a. a3, a étant la longueur d'une arête de référence du parallèlépipède. L'énergie El utilisée pour le chauffage est, dans le cas de l'exemple égale à El ='/z a. a3. L'énergie dissipée dans le milieu environnant est de la forme E2 = [3. a2 /e, dans les mêmes conditions. Dans l'exemple traité avec e = 0,5 m, on a vu que El = E2;d'où 13. a2 /c = a. a3 soit 20 (3=0,5.'/2a.a=>[3= %.a.a. Un paramètre important, au regard du coût de l'installation est la masse de matériau isolant a utiliser. En conservant l'exemple examiné d'un bâtiment d'habitation ayant une surfaçe de murs et de toit de 650 m2 avec 0,2 m d'isolant de coefficient de conductivité thermique k = 0,03, on peut examiner un autre 25 arrangement de la cuve de stockage d'eau chaude avec une isolation del m d'épaisseur au lieu de 0,5 m, de matériau isolant ayant toujours un coefficient de conductivité thermique k = 0,05. Si la cuve, qui dan$ ce cas sera plus petite, ayant moins d'énergie à stocker, garde la même proportion géométrique le coefficient a ne change pas. Le coefficient [3 30 sera également pris comme constant bien qu'il varie légèrement en fonction du profil de la courbe de chute de température de la cuve en fonction du temps. L'énergie totale vaudra a.x3, en appelant x la longueur de référence. L'énergie nécessaire au chauffage du bâtiment est toujours 'lz a..a3 et l'énet zie.dissipée -10- vaudra 3.x2 /e Nous avons : Energie totale = Energie de chauffage + Energie dissipée Soit e x3 = '/2 r a3' + x2 /e. Avec e= lm x est donc donné par l'équation a.x3 û .a.a.x 2- '/2 a. a3 = O. En reprenant le cas étudié avec a = 12 m comme arête de référence , l'équation devient : x3 û 3.x2 - 864 = 0 D'où x = 10,65 m. La cuve de même proportion, mais avec une épaisseur de 1 m a alors pour dimension 10,65 m ; 14,5 x 10,65 /12 = 12,9 ; 2 x 10,65 / 12 = 1,8. Si au contraire, on prend pour épaisseur d'isolant e = 0,25 m l'équation donnant la longueur de l'arête de référence devient x3 û a.x2 - a3 / 2 = 0 soit, toujours avec a =12 m : x3 û 12.x2 - 864 = 0. D'où x = 15,6 m. La cuve prend alors les dimensions 15,6 m x 18,85m x 2,6m . Nous avons vu que la puissance de déperdition Q2 à travers les parois de la cuve, 15 base des calculs, est une fonction de K/e. En utilisant un matériau isolant plus coûteux avec une épaisseur moindre on peut conserver la même valeur pour K/e. Le tableau 1 récapitule les caractéristiques du système de chauffage solaire d'une habitation de 650 m2 de surface extérieure (murs et toit) isolée par une paroi de 0,2m d'épaisseur en matériau de conductivité thermique : 20 k = 0,03 watts / m / 'i°C avec maintien d'une température de 20°C dans les conditions hivernales des latitudes tempérées. Ce tableau est établi pour une cuve de stockage d'eau chaude isolée par du matériau isolant pour utilisation dans l'eau, présentant un coefficient de conductibilité thermique K (différent de k), dans les .cas où : 25 K / e = 0,2 ; K / e = 0,1 ; K / e = 0,05 et pour K = 0,05 et 0,025. 10 5 10. 15 20 25 30 - Tableau 1 - Coeff K / e 0,2 0,1 0,05 de coût K = K= Epaisseur 0, 25 0,125 0,5 0,25 1 0,5 d'isolant K=0,05 K=0,025 K=0,05 ' K=0,025 K=0,05 K=0,025 des parois en m 0,05 0,025 Dimensions 16,10 15,85 13 12,50 12,65 11,65 hors tout en 19,30 19,05 15,50 15 14,90 13,90 m 3,10 2,85 3 2,50 3,80 2,80 10 10 Surface des 842 803 574 482 586 463 parois extérieures en m2 Volume 763 763 348 348 245 245 d'eau en m3 3 15 Volume 200 98 257 121 465 208 d'isolant en m3 Energie 14546 14546 14546 14536 14546 14546 utilisée pour le chauffage - MJ Energie 49241 49241 14546 14546 5936 5936 perdue - MJ 20 20 Surface de 50 50 22 22 16 16 capteurs solaires a nécessaires Coût Proportionnel 9120 9600 6951 7070 1 7575 8070 Un calcul analogue peut être établi pour un immeuble dont les dimensions seraient : longueur 40m, largeur 20m, hauteur 24m. L'énergie nécessaire au chauffage se monte à 71400 MJ. La cuve de stockage d'eau chaude étant située -11- 10 15 20 25 30 -12- dans les fondations du bâtiment, ses dimensions sont : 40m / 20m / H- H étant la profondeur dépendant des paramètres envisagés. Le tableau 2, comme le tableau précédant a été établi pour K/e = 0,2 ; K/e = 0,1 ; K/e = 0,05 et pour deux valeurs de K correspondant a deux matériaux isolants de coût différent. -Tableau 2- Coeff K / e 0,2 0,1 0, 05 de coût K = K= Epaisseur 0,25 m 0,125m 0,5 m 0,25m 1 m 0,5m 0,05 0,025 d'isolant des K=0,05 K=0,025 K=0,05 K=0,025 K=0,05 K=0,025 parois 1000 1000 Profondeur 2,95 m 2,90 m 2,00 m 2,00 m 1,70 m 1,60 rn d'eau 3,45 m 3,25 m 3,00 in 2,50 m 3,70 m 2,60 m totale 10 10 Surface des 2014 1990 1960 1900 2044 i i parois 1912 extérieures en m2 Volume 3081 2944 2186 1887 2360 1815 d'eau en m3 3 15 Volume 489 324 918 460 1797 894 d'isolant en m3 Energie 71400 71400 71400 71400 71400 71400 utilisée pour le chauffage - MJ Energie 118455 118957 52495 57344 25827 27750 perdue - MJ 20 20 Surface de 146 146 95 99 75 76 capteurs solaires nécessaires Coût Proportionnel 27977 29310 27254 28080 31031 32180 2926131 -13- 7. La surface des capteurs solaires prend en compte une énergie captée moyenne de 13 MJ par jour et par m2 pendant 100 jours. The calculation then gives T2 = 37.66 ° C. During this 3rd stage, the reserve of hot water had to supply to heat dwelling 5292 - 31 x 24.5 = 4533 MJ. This caused the temperature of the water reserve to drop by 4533 / 14.55 3.1 1 ° C. The temperature of the water thus becomes 37.66 ù 3, 11 = 34.55 ° C. _ 4th stage (a week of cold weather). Starting conditions: tl = O. 12 = 7 days or 0.605 x 106 seconds and Tl = 34.55 ° C. T2 = 34.17 ° C. During this week, the heating demanded from the hot water supply lowered its temperature by 21 17 to 31 x 7/1455 = 1900/1455 = 1,31 ° C. Hence the final temperature of the 4th stage 34.17 - 1.31 = 32.87 ° C. 5th step (January) - Starting condition: tl = 0, t2 = 24.5 days ie 2.168 x 106 seconds and T l = 32.87 ° C. T2 = 34.17 ° C. The heating is still falling (as in December) from 3.11 ° C. resulting in a final temperature of 31.73 to 3.11 = 28.62 ° C. 6th step (month d February) - Starting condition: tl = 0, t2 = 29 days ie 2,506 x 106 seconds and Tl = 28,62 ° C. T2 = 27.60 ° C is found. The heating further decreased by 1.02 ° C, the final temperature was 27.60 to 1.02 = 26.58 ° C. Step 7Cf1C (March) - Starting condition: tl O. t2 = 31 days, ie: 2.6781 x 106 seconds and T l = 26.58 ° C. T2 = 26.65 ° C. The heating (as in October) is still falling by 0.23 ° C. hence a final temperature of 25.42 ° C. Of course, this calculation presents a certain inaccuracy, and would be all the more true that the computation step would correspond to much more than 7 steps. But being given the inaccuracy on the data, which is normal when It is about building techniques, the result can be considered satisfactory and ensures heating with water whose temperature goes from 45 ° C to 25 ° C. In the example studied above it is found that the temperature drop of the water in the tank due to dissipation in the external environment is substantially equal to the temperature drop due to the heating of the building. This means that the energy available in the tank, between 45 ° C and 25 ° C was split between the heating of the building and the losses in the surrounding environment. For constructive reasons, the tank is generally a parallelepiped of square or rectangular base of low elongation and height approximately four times smaller than the sides of the square or the small side of the rectangle, when, for example non-limiting, it is located under -bas of a building using common structural elements. Let V be the storage volume of the hot water tank, the stored energy, proportional to v, is of the form E = a. a3, a being the length of a reference edge of the parallelepiped. The energy El used for heating is, in the case of the example equal to El = '/ z a. a3. The energy dissipated in the surrounding medium is of the form E2 = [3. a2 / e, under the same conditions. In the example treated with e = 0.5 m, we have seen that E1 = E2, hence 13. a2 / c = a. a3 is 20 (3 = 0.5. '/ 2a.a => [3 =% .aa An important parameter, considering the cost of the installation is the mass of insulating material to be used. of a residential building with a wall and roof area of 650 m2 with 0.2 m thermal conductivity coefficient insulation k = 0.03, another arrangement of the storage tank can be examined. hot water with an insulation del m of thickness instead of 0.5 m, insulating material always having a coefficient of thermal conductivity k = 0.05 If the tank, which in this case will be smaller, having less of energy to be stored, keeps the same geometric proportion coefficient a does not change, coefficient [3 will also be taken as constant although it varies slightly depending on the profile of the temperature drop curve of the tank in function The total energy will be a.x3, by calling x the reference length.The energy needed to heat the building nt is always' lz a..a3 and the enet zie.dissipée -10- will be worth 3.x2 / e We have: Total energy = Heating energy + Energy dissipated Let e x3 = '/ 2 r a3' + x2 / e. With e = lm x is given by the equation a.x3 û .a.a.x 2- '/ 2 a. a3 = O. Using the studied case with a = 12 m as reference edge, the equation becomes: x3 - 3.x2 - 864 = 0 Hence x = 10.65 m. The tank of the same proportion, but with a thickness of 1 m, then has a dimension of 10.65 m; 14.5 x 10.65 / 12 = 12.9; 2 x 10.65 / 12 = 1.8. If, on the other hand, the equation giving the length of the reference edge becomes x3 û a.x2 - a3 / 2 = 0 for insulation thickness e = 0.25 m, always with a = 12 m: x3 - 12.x2 - 864 = 0. Hence x = 15.6 m. The tank then takes the dimensions 15.6 mx 18.85m x 2.6m. We have seen that the power of loss Q2 through the walls of the tank, based on calculations, is a function of K / e. By using a more expensive insulating material with a smaller thickness, the same value can be maintained for K / e. Table 1 summarizes the characteristics of the solar heating system of a house of 650 m2 of external surface (walls and roof) insulated by a wall of 0.2m thick thermal conductivity material: 20 k = 0.03 watts / m / ° C with a temperature of 20 ° C maintained in the winter conditions of temperate latitudes. This table is established for a hot water storage tank insulated with insulating material for use in water, having a thermal conductivity coefficient K (different from k), in the cases where: 25 K / e = 0 , 2; K / e = 0.1; K / e = 0.05 and for K = 0.05 and 0.025. Table 1 - Coeff K / e 0.2 0.1 0.05 of cost K = K = Thickness 0, 0.125 0.5 0.25 1 0.5 of insulation K = 0,05 K = 0,025 K = 0,05 'K = 0,025 K = 0,05 K = 0,025 of the walls in m 0,05 0,025 Dimensions 16,10 15,85 13 12,50 12,65 11,65 out all 19,30 19,05 15,50 15 14,90 13,90 m 3,10 2,85 3 2,50 3,80 2,80 10 10 Surface of the 842,803,574 482,586,463 external walls in m2 Volume 763 763 348 348 245 245 of water in m3 3 15 Volume 200 98 257 121 465 208 of insulation in m3 Energy 14546 14546 14546 14536 14546 14546 used for heating - MJ Energy 49241 49241 14546 14546 5936 5936 lost - MJ 20 20 Area of 50 50 22 22 16 16 solar collectors needed Proportional Cost 9120 9600 6951 7070 1 7575 8070 A similar calculation can be established for a building whose dimensions would be: length 40m, width 20m, height 24m. The energy required for heating is 71400 MJ. The hot water storage tank being located in the foundations of the building, its dimensions are: 40m / 20m / H-H being the depth depending on the parameters envisaged. Table 2, like the previous table, was established for K / e = 0.2; K / e = 0.1; K / e = 0.05 and for two values of K corresponding to two insulating materials of different cost. Table 2 - Coeff K / e 0,2 0,1 0,05 of cost K = K = Thickness 0,25 m 0,125m 0,5 m 0,25m 1 m 0,5m 0,05 0,025 of insulation of K = 0.05 K = 0.025 K = 0.05 K = 0.025 K = 0.05 K = 0.025 walls 1000 1000 Depth 2.95 m 2.90 m 2.00 m 2.00 m 1.70 m 1, 60 m of water 3.45 m 3.25 m 3.00 in 2.50 m 3.70 m 2.60 m total 10 10 Surface of 2014 1990 1960 1900 2044 ii walls 1912 exterior in m2 Volume 3081 2944 2186 1887 2360 1815 of water in m3 3 15 Volume 489 324 918 460 1797 894 of insulation in m3 Energy 71400 71400 71400 71400 71400 71400 used for heating - MJ Energy 118455 118957 52495 57344 25827 27750 lost - MJ 20 20 Surface of 146 146 95 99 75 76 solar collectors required Proportional Cost 27977 29310 27254 28080 31031 32180 2926131 -13- 7. The surface area of the solar collectors takes into account an average collected energy of 13 MJ per day per m2 for 100 days.

Les coefficients de coût permettent une estimation en valeurs relatives des différents constituants de l'installation de stockage de l'eau chauffée par le soleil, avec les tolérances en usage dans l'industrie du bâtiment et du génie civil. Dans le cas d'un immeuble collectif on a affecté, dans le tableau page 12 la profondeur de la cuve d'un certain coefficient. En effet, cette cuve étant placée dans les fondations de l'immeuble, l'augmentation de la profondeur de ces fondations est un facteur de coût significatif. The cost coefficients allow an estimation in relative values of the different constituents of the sun-heated water storage facility, with the tolerances used in the building and civil engineering industry. In the case of a collective building, the table on page 12 has been assigned the depth of the tank of a certain coefficient. Indeed, this tank being placed in the foundations of the building, the increase of the depth of these foundations is a significant cost factor.

Il est à noter qu'avec des pertes nulles en utilisant un isolant thermique absolument parfait la réserve d'eau ne pourrait descendre en dessous de : 71400 / 4,18 / 20 soit 874 m3 pour le chauffage du' bâtiment. It should be noted that with zero losses using an absolutely perfect thermal insulation the water reserve could not fall below: 71400 / 4.18 / 20 or 874 m3 for the heating of the building.

De façon remarquable il apparait que dans les deux cas, maison individuelle (tableau 1) ou immeuble collectif (tableau page 2), le coût minimum est obtenu pour K / e = 0,1, plus précisément autour d'une certaine plage de part et d'autre de 0,1 pour tenir compte des tolérances sur les valeurs de K et de e en usage dans. l'industrie du bâtiment et du génie civil, avec également utilisation du matériau le moins cher (K= 0,05). Remarkably it appears that in both cases, individual house (Table 1) or collective building (table page 2), the minimum cost is obtained for K / e = 0.1, more precisely around a certain range of shares. and else 0.1 to take into account the tolerances on the values of K and e in use in. the construction and civil engineering industry, also using the least expensive material (K = 0.05).

En référence à la figure 2, on peut décrire comme suit le fonctionnement 20 de l'installation de chauffage selon l'invention. With reference to FIG. 2, the operation of the heating system according to the invention can be described as follows.

L'eau de la réserve (6) est envoyée, grâce à une pompe (9),dans une tuyauterie (10) conduisant à un serpentin (11) chauffé par le soleil, avantageusement disposé sir le toit (12) de l'immeuble, du local ou de l'habitation à chauffer, comme représenté sur la figure 2, mais pouvant aussi être The water of the reserve (6) is sent, by means of a pump (9), into a pipe (10) leading to a coil (11) heated by the sun, advantageously arranged on the roof (12) of the building , the room or dwelling to be heated, as shown in Figure 2, but can also be

25 disposé sur un panneau séparé orienté vers le soleil. 25 arranged on a separate panel facing the sun.

L'orifice d'entrée (13) par lequel la pompe puise l'eau est, de façon avantageuse, placé dans le bas de la cuve (5) de façon à prendre l'eau la moins chaude de la cuve. L'orifice de refoulement (14) par où l'eau retourne à la cuve après avoir été chauffée dans le serpentin (Il) est préférentiellement placé dans la The inlet (13) through which the pump draws water is advantageously placed in the bottom of the tank (5) so as to take the least hot water from the tank. The discharge orifice (14) through which the water returns to the tank after being heated in the coil (II) is preferably placed in the

30 partie supérieure de la cuve pour éviter d'être renvoyée immédiatement dans le serpentin (11), occasionnant alors une perte de rendement du système de chauffage. Avantageusement, une paroi transparente (15) peut être placée au 25 30 -14- dessus du serpentin (11) pour provoquer un effet de serre et améliorer ainsi le rendement du système du chauffage. Une ou plusieurs pompes de distribution propulsent l'eau de la réserve d'eau chaude (6) à travers éventuellement des vannes à ouverture télécommandée ou automatique dans un ensemble de radiateurs qui transmettent la chaleur aux locaux à chauffer; cette eau, après avoir traversé les radiateurs retourne à la cuve (5). Avantageusement la ou les pompes de distribution aspirent, dans le haut de la cuve (5), l'eau (6) et après lui avoir fait traverser les radiateurs de chauffage de l'habitation , la rejettent dans la partie inférieure de la cuve (5). L'eau circulant dans les radiateurs, étant à une température relativement basse, entre 45°C et 25°C comme dit plus haut, les radiateurs doivent présenter une grande surface d'échange avec l'air des locaux à chauffer et peuvent être avantageusement disposés dans les planchers de ces locaux. Pendant la saison chaude, la pompe (9) fait circuler l'eau dans le 15 serpentin(11);un capteur de température (16) informe un calculateur programmable (17) de la température de l'eau ainsi chauffée sortant par l'orifice (14). Un second capteur de température (18) informe ce même calculateur (17) de la température régnant près de la surface de la masse d'eau (6). Selon l'invention, le calculateur (17) ne donne l'ordre à la pompe (9) dt' fonctionner que si la température donnée par le capteur (16) est supérieure à l'indication de température fournie par le capteur (18) .30 upper part of the tank to avoid being returned immediately into the coil (11), then causing a loss of efficiency of the heating system. Advantageously, a transparent wall (15) can be placed above the coil (11) to cause a greenhouse effect and thus improve the efficiency of the heating system. One or more dispensing pumps propel water from the hot water supply (6) through possibly remote-controlled or automatic opening valves into a set of radiators which transmit the heat to the rooms to be heated; this water, after having passed through the radiators, returns to the tank (5). Advantageously, the distribution pump or pumps suck water (6) into the top of the tank (5) and after having passed through the heating radiators of the house, discharge it into the lower part of the tank ( 5). The water circulating in the radiators, being at a relatively low temperature, between 45 ° C and 25 ° C as mentioned above, the radiators must have a large exchange surface with the air of the premises to be heated and can be advantageously arranged in the floors of these premises. During the hot season, the pump (9) circulates the water in the coil (11), a temperature sensor (16) informs a programmable computer (17) of the temperature of the heated water exiting through it. orifice (14). A second temperature sensor (18) informs the same computer (17) of the temperature prevailing near the surface of the body of water (6). According to the invention, the computer (17) gives the order to the pump (9) to operate only if the temperature given by the sensor (16) is greater than the temperature indication provided by the sensor (18) .

Des capteurs de température (19) disposés dans chaque pièce de l'habitation ou du local à chauffer donnent l'indication des températures ambiantes de ces pièces. Lorsque dans une pièce, la température ambiante descend en dessous de la température de référence désirée (20°C par exemple non limitatif) le calculateur (17) donne l'ordre à une des pompes de distribution de faire circuler l'eau chaude (7) à travers le ou les radiateurs de la pièce à chauffer. Les informations reçues et les ordres envoyés par le calculateur (17) peuvent se faire par un fil ou par un moyen non filaire, telles ''que les ondes radioélectriques ou les ultrasons par exemples non limitatifs. Un indicateur de niveau informe le calculateur (17) de la nécessité de procéder à un remplissage complémentaire de la cuve (5) en cas de perte'd'eau. 10 5 15 20 -15- Avantageusement, les ouvertures, portes et fenêtres des locaux ou de l'habitation à chauffer peuvent être munis de détecteurs d'ouverture. En transmettant leurs informations au calculateur (17) celui-ci peut déclencher une alarme en cas de maintien ouvert au-delà d'une certaine temporisation en saison froide pour éviter un refroidissement intempestif Ces détecteurs d'ouverture peuvent être également mis à profit dans un dispositif de surveillance anti intrusion. En première approximation, étant donné les tolérances sur des valeurs concérnant les industries du bâtiment et du génie civil , c'est à dire en assimilant les fonctions au premier terme de leur développement en série, on peut estimer que les relations sont linéaires entre le volume d'eau V ,exprimé en m3, l'énergie E nécessaire au chauffage en supplément de l'énergie interne produite par l'habitation elle-même, exprimée en MJ ,le coefficient de conductibilité thermique K du matériau (8) isolant la cuve (5), exprimé en watts par mètre et par degré et son épaisseur e exprimée en mètres ; on peut alors écrire, selon l'invention : V=ZxE xK/ e Z étant une constante paramétrique dépendant de la zone climatique concernée. Selon l'invention, dans les climats tempérés Z, est compris entre 0,2 et 0,3 compte tenu des tolérances sur des valeurs relatives aux industries du bâtiment et du génie civil. Temperature sensors (19) arranged in each room of the dwelling or room to be heated give an indication of the ambient temperatures of these rooms. When in a room, the ambient temperature falls below the desired reference temperature (20 ° C for example non-limiting) the computer (17) instructs one of the dispensing pumps to circulate the hot water (7). ) through the radiator (s) of the room to be heated. The information received and the commands sent by the computer (17) may be by a wire or by a non-wire means, such as radio waves or ultrasound for example non-limiting. A level indicator informs the calculator (17) of the need to perform a complementary filling of the tank (5) in the event of water loss. Advantageously, the openings, doors and windows of the premises or of the dwelling to be heated may be provided with opening detectors. By transmitting their information to the computer (17) it can trigger an alarm in case of open maintenance beyond a certain time in the cold season to avoid unwanted cooling These opening sensors can also be used in a anti intrusion surveillance device. As a first approximation, given the tolerances on values concerning the building and civil engineering industries, ie by assimilating the functions to the first term of their development in series, we can estimate that the relations are linear between the volume of water V, expressed in m3, the energy E necessary for heating in addition to the internal energy produced by the house itself, expressed in MJ, the thermal conductivity coefficient K of the material (8) insulating the tank (5), expressed in watts per meter and per degree and its thickness e in meters; it is then possible to write, according to the invention: V = ZxE x K / e Z being a parametric constant depending on the climatic zone concerned. According to the invention, in temperate climates Z, is between 0.2 and 0.3 given the tolerances on values relating to the building and civil engineering industries.

Claims

1. Solar heating system of premises or dwellings comprising: A solar collector consisting of a coil (11) in which circulates water heated by the sun during the hot season. A tank (5) in which is collected this hot water thermally insulated by a thickness e of insulating material (8) of thermal conductivity coefficient K. A pump (9) circulating the water of the tank (5) through the coil (11) One or more distribution pumps. Heating radiators located in the rooms to be heated in the dwelling A temperature sensor (16) indicating the temperature, at the outlet of the discharge port (14) of the heated water in the coil (II). A temperature sensor (18) indicating the temperature of the water (6) near its surface. Room temperature sensors (19) arranged in the rooms whose temperature is to be controlled. A programmable calculator (17). Characterized by the fact that the economic optimum for its construction is obtained when the ratio K / e is close to 0.1, K being expressed in Watts per meter and per degree and in meters, taking into account the tolerances used in the industries building and civil engineering. Characterized further by the fact that the circulation of water in the coil (l 1) takes place only if the temperature of this water at the outlet of the orifice (14) is greater than the temperature of the water ( 6) at the bottom of the tank (5) .Characterized again by the fact that when the pump (9) is stopped, the coil (II) is empty and freezing. Characterized further by the fact that the energy received by the solar collector during the hot season and stored in the form of heat of a volume of water (6) in the tank (5) is equal to the sum of the totality of the energy required for heating premises or dwellings and all losses through the walls (8) of the hot water storage tank (6) The heating system according to claim 1 comprising a transparent wall (15) covering the coil (11), characterized in that the obtained greenhouse effect improves the efficiency of the system (30) 3) Heating system according to claims 1 and 2 characterized by the fact that the coil (11) is placed on the roof of the room or dwelling to be heated 4) Heating system according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the storage tank (5) of hot water is integrated into the structure (7) of the room or dwelling to be heated. Fan according to any one of the preceding claims comprising an orifice (13) for suction of water from the tank by the pump (9) and an orifice (14) for discharging this water, characterized in that the orifice (13) is placed at the bottom of the tank (5) and the orifice (14) in its upper part. 6) Heating system according to any one of the preceding claims comprising opening detectors on the doors and windows of the premises or dwellings, transmitting their information to the programmable computer (17), characterized in that this calculator (17) during the cold season, triggers a delayed alarm when a door or window has remained open for a predetermined excessive time. 7) System according to claim 6 characterized in that the opening information of the doors and windows can be integrated into an intrusion security system. 8) System according to any one of the preceding claims characterized in that the volume V of water (6), expressed in m3, the energy E required for heating in addition to the internal energy produced by the dwelling itself, expressed in MJ, the coefficient of thermal conductivity K of the walls (8) of the tank (5) expressed in watts per meter and per degree and the thickness e of these walls, expressed in meters, are linked by the relationship: V = 4 Z x E x K / e 25 Z being a parametric constant depending on the climatic zone concerned. 9) System according to claim 8 characterized in that Z is between 0.2 and 0.3 for temperate climates.