FR2954471A1 - Installation combinee de chauffe-eau thermodynamique et de ventilation, et procede de regulation d'une telle installation - Google Patents

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Abstract

Selon ce procédé de régulation d'une installation (10) combinée de chauffe-eau thermodynamique (18) et de ventilation, dans laquelle le flux d'air dans l'installation alimente le chauffe-eau thermodynamique (18) pour chauffer de l'eau contenue dans le chauffe-eau thermodynamique (18), le débit du flux d'air alimentant le chauffe-eau thermodynamique (18) est modulé en fonction du temps de chauffe nécessaire au chauffage de l'eau par le chauffe-eau thermodynamique (18) jusqu'à une température prédéterminée. L'invention se rapporte également à une installation (10) combinée de chauffe-eau thermodynamique et de ventilation comprenant des moyens de commande d'une modulation du débit d'air de ventilation en fonction du temps de chauffe nécessaire au chauffage de l'eau dans le chauffe-eau thermodynamique jusqu'à une température prédéterminée.

Description

034 ATLC 1 INSTALLATION COMBINEE DE CHAUFFE-EAU THERMODYNAMIQUE ET DE VENTILATION, ET PROCEDE DE REGULATION D'UNE TELLE INSTALLATION La présente invention concerne une installation combinée de chauffe-eau thermodynamique et de ventilation d'un local, ainsi qu'un procédé de régulation d'une telle installation.
Une installation combinée de chauffe-eau thermodynamique et de ventilation d'un local est connue.
Une telle installation comprend classiquement un réseau de ventilation parcouru par un flux d'air. Ce flux d'air est adapté à alimenter en air le chauffe-eau thermodynamique pour que le chauffe-eau chauffe de l'eau qu'il contient. Pour ce faire, l'air perd des calories au profit de l'eau contenue dans le chauffe-eau thermodynamique.
Classiquement, les chauffe-eau thermodynamiques utilisant un flux d'air de ventilation fonctionnent sur la base d'un régime û pression ou débit d'air û fixe de fonctionnement de l'installation de ventilation, établi à l'installation ou en usine.
Cependant, en fonctionnement, le débit d'air de ventilation dans l'installation peut varier sur une large plage. Cette variation du débit d'air de ventilation peut notamment être fonction du besoin du local. Par suite, le débit d'air de ventilation peut s'avérer très faible, classiquement de l'ordre de 20m3/h pour le débit minimum de l'ensemble du local. A un tel débit de ventilation, le temps de chauffe de l'eau par le chauffe-eau thermodynamique est fortement augmenté par rapport à un débit de ventilation nominale, de l'ordre de 80 à 100 m3/h.
Une augmentation du temps de chauffe de l'eau contenue dans le chauffe-eau thermodynamique induit de nombreux inconvénients, parmi lesquels :
- l'eau chaude sanitaire, dont la température est comprise classiquement entre 40 et 65°C, risque de manquer ;
- le prix du chauffage de l'eau sanitaire risque d'être plus élevé, le chauffage de l'eau contenue dans le chauffe-eau thermodynamique ne pouvant pas être
entièrement réalisé durant un intervalle de temps où le tarif de l'électricité est réduit.
Le but de la présente invention est de fournir une installation combinée de
chauffe-eau thermodynamique et de ventilation d'un local, ainsi qu'un procédé de
régulation d'une telle installation ne présentant pas les inconvénients précités.
A cette fin, la présente invention propose un procédé de régulation d'une
installation combinée de ventilation d'un local et de chauffe-eau thermodynamique,
un flux d'air dans l'installation alimentant le chauffe-eau thermodynamique pour R:131000A31034 ATLC31034--091218-dde de brevet tq déposée.doc 1/15 21/12/2009 11:30:01 2954471 31034 ATLC 2 chauffer de l'eau contenu dans le chauffe-eau thermodynamique, procédé dans lequel le débit du flux d'air alimentant le chauffe-eau thermodynamique est modulé en fonction du temps de chauffe nécessaire au chauffage de l'eau par le chauffe-eau thermodynamique jusqu'à une température prédéterminée.
5 Suivant des modes de réalisation préférés, l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- on augmente le débit du flux d'air alimentant le chauffe-eau
thermodynamique dans le cas où est déterminée une augmentation du temps
de chauffe nécessaire au chauffage de l'eau par le chauffe-eau 10 thermodynamique jusqu'à une température prédéterminée ;
- on diminue le débit du flux d'air alimentant le chauffe-eau thermodynamique dans le cas où est déterminée une diminution du temps de chauffe nécessaire au chauffage de l'eau par le chauffe-eau thermodynamique jusqu'à une température prédéterminée ;
15 - le débit d'air est augmenté, respectivement diminué, en pilotant l'ouverture,
respectivement la fermeture, d'une bouche de ventilation de l'installation ;
- le flux d'air est un flux d'air extrait depuis le local ventilé au moyen de
l'installation de ventilation ;
- la bouche est choisie parmi :
20 - une bouche installée dans une cuisine du local ; et
- une bouche de service, normalement close, de préférence installée dans une buanderie, un hall ou un garage du local ;
- le débit d'air de ventilation est augmenté en pilotant une augmentation de la puissance du groupe moto-ventilateur de l'installation ;
25 - le chauffe-eau thermodynamique comprend un circuit thermodynamique d'échange thermique entre le flux d'air et l'eau à chauffer, le circuit comprenant :
- un évaporateur traversé par le flux d'air, dans lequel le flux d'air perd des calories au profit d'un fluide caloporteur ;
30 - un condenseur pour transférer des calories du fluide caloporteur à l'eau à chauffer dans le chauffe-eau ; et
- des moyens de mise en circulation du fluide caloporteur dans le circuit thermodynamique, de préférence sous la forme d'un compresseur, le circuit d'échange thermique comprenant un détendeur
35 en aval du condenseur et en amont de l'évaporateur ;
- le circuit d'échange thermique est adapté à moduler la puissance thermique échangée entre le fluide caloporteur et l'eau à chauffer au niveau du R:131000A31034 ATLC31034--091218-dde de brevet tq déposée.doc 2/15 21/12/2009 11:30:01 2954471 31034 ATLC 3 condenseur, simultanément avec l'augmentation de débit, respectivement la diminution du débit, lorsqu'une augmentation, respectivement une diminution, du temps de chauffe est déterminée ;
- une augmentation, respectivement une diminution, du temps de chauffe du 5 chauffe-eau thermodynamique est déterminée par estimation de l'évolution d'un au moins parmi :
- la température de l'eau en au moins un point du chauffe-eau ;
- la température de condensation du fluide caloporteur dans le circuit thermodynamique ;
10 - les températures d'évaporation et de condensation du fluide caloporteur dans le circuit thermodynamique ;
- la différence entre les températures d'évaporation de l'air et d'entrée de l'air dans l'évaporateur ;
- le débit d'air alimentant le chauffe-eau thermodynamique ; et 15 - l'hygrométrie et la température instantanées de l'air à l'entrée de l'évaporateur.
L'invention se rapporte également à une installation combinée de ventilation et de chauffe-eau thermodynamique comprenant :
- un réseau de ventilation ;
20 - des moyens pour créer un flux d'air de ventilation dans le réseau de ventilation ;
- un chauffe-eau thermodynamique adapté à contenir de l'eau à chauffer au moyen d'au moins une partie du flux d'air de ventilation ;
- des moyens de détermination du temps de chauffe nécessaire au chauffe- 25 eau pour chauffer l'eau présente dans le chauffe-eau jusqu'à une température prédéterminée ; et
- des moyens de commande d'une augmentation, respectivement d'une diminution, du débit d'air de ventilation dans le réseau de ventilation dans le cas où une augmentation, respectivement une diminution, du
30 temps de chauffe jusqu'à une température prédéterminée est déterminée par lesdits moyens de détermination du temps de chauffe.
De préférence, l'installation est adaptée à mettre en oeuvre un procédé de régulation tel que décrit ci-avant dans toutes ses combinaisons.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de 35 la description qui suit d'un mode de réalisation préféré de l'invention, donnée à titre d'exemple et en référence au dessin annexé. R:131000A31034 ATLC31034--091218-dde de brevet tq déposée.doc 3/15 21/12/2009 11:30:01 2954471 31034 ATLC 4 La figure 1 représente un schéma d'une installation combinée de ventilation et de chauffe-eau thermodynamique.
Les figures 2 et 3 illustrent schématiquement le fonctionnement de l'installation de la figure 1 dans le cas d'une dérive du temps de chauffe et en 5 l'absence de dérive du temps de chauffe, respectivement.
Les figures 4 à 6 illustrent schématiquement des exemples de régulation du débit dans l'installation dans le cas d'une dérive du temps de chauffe de l'eau dans le chauffe-eau thermodynamique de l'installation de la figure 1.
La présente invention concerne une installation 10 combinée de ventilation de 10 locaux 12a, 12b, 12c d'une habitation 13 et de chauffe-eau, telle que représentée à la figure 1, ainsi qu'un procédé de régulation d'une telle installation.
L'installation 10 comporte un réseau 14 d'extraction d'air muni d'un groupe
moto-ventilateur 16 adapté à créer un flux d'extraction dans le réseau 14 depuis des
bouches d'aspiration 15a, 15b, 15c placées dans le local 12a, 12b, 12c vers une 15 entrée d'air d'un chauffe-eau.
Depuis cette entrée d'air du chauffe-eau, l'air est dirigé, à l'aide d'un ventilateur 16 û qui en l'espèce est identique au ventilateur du moto-ventilateur du groupe de ventilation mécanique contrôlée û afin de traverser un évaporateur 20 dans lequel l'air extrait, chaud, perd des calories en faveur d'un fluide caloporteur (ou
20 frigorigène). Il est à noter qu'un ventilateur distinct du ventilateur du moto-ventilateur peut également être mis en oeuvre pour diriger l'air extrait vers l'évaporateur.
L'air, après avoir traversé l'évaporateur est évacué via une bouche de sortie 26 vers l'extérieur du logement 13, en l'espèce vers l'atmosphère.
25 Le chauffe-eau 18 est du type adapté à chauffer l'eau qu'il contient au moyen de l'air extrait qui l'alimente. En d'autres termes, le chauffe-eau 18 est adapté à récupérer des calories de l'air extrait qui l'alimente et à utiliser au moins une partie de ces calories pour chauffer l'eau qu'il contient.
Pour ce faire, dans l'évaporateur 20, l'air extrait, chaud, perd des calories en 30 faveur d'un fluide caloporteur qui passe à l'état gazeux. Dans un état de
fonctionnement du chauffe-eau 18, le fluide caloporteur circule dans un circuit 22.
Ce circuit 22 intègre, dans l'ordre de la circulation du fluide caloporteur entre deux
passages dans l'évaporateur 20 :
un compresseur, pour mettre en circulation le fluide caloporteur en 35 augmentant sa pression et sa température ; R:131000A31034 ATLC31034--091218-dde de brevet tq déposée.doc 4/15 21/12/2009 11:30:01 2954471 31034 ATLC 5 - un condenseur où le fluide caloporteur cède des calories à l'eau à chauffer contenue dans un réservoir 24, ce qui permet au fluide caloporteur de se condenser ; et
- un détendeur pour réduire la pression du fluide caloporteur.
5 Par ailleurs, l'installation 10 est munie d'une unité électronique de commande 28. Cette unité électronique de commande est adaptée à recevoir des informations permettant de déterminer si le temps de chauffe de l'eau dans le chauffe-eau dérive. Par dérive du temps de chauffe, on entend un allongement, respectivement une réduction, de la durée nécessaire pour chauffer un volume d'eau donné à une
10 température prédéterminée, au dessus, respectivement en dessous, d'un intervalle de temps prédéterminé. L'unité électronique de commande est en outre adaptée à commander une modulation du débit d'air alimentant le chauffe-eau thermodynamique en fonction du temps déterminé de chauffe de l'eau par le chauffe-eau.
15 En particulier, dans le cas d'une augmentation du temps de chauffe par rapport à un temps prédéterminé est déterminée, l'unité électronique commande une augmentation du débit d'air extrait alimentant le chauffe-eau thermodynamique. Cette augmentation du débit permet de réduire le temps de chauffe de l'eau dans le chauffe-eau.
20 Dans le cas contraire d'une diminution du temps de chauffe de l'eau par le chauffe-eau en dessous d'un temps prédéterminée, l'unité électronique de commande peut commander une diminution du débit d'air extrait alimentant le chauffe-eau thermodynamique. On réduit ainsi la nuisance sonore provoquée par un haut débit de ventilation, haut débit qui n'est pas nécessaire puisque l'eau peut être chauffée dans
25 le temps prédéterminé souhaité.
Pour déterminer le temps de chauffe de l'eau dans le chauffe-eau, l'unité électronique de commande peut recevoir différentes informations, de manières alternative ou complémentaire, en fonction de la précision souhaitée de la détermination du temps de chauffe de l'eau. Ces informations peuvent notamment
30 être relatives à :
- la température de l'eau en au moins un point du chauffe-eau ;
- la température de condensation du fluide caloporteur dans le circuit thermodynamique ;
- les températures d'évaporation et de condensation du fluide caloporteur 35 dans le circuit thermodynamique ;
- la différence entre les températures d'évaporation de l'air et d'entrée de l'air dans l'évaporateur ; R:131000A31034 ATLC31034--091218-dde de brevet tq déposée.doc 5/15 21/12/2009 11:30:01 2954471 31034 ATLC 6 - le débit d'air alimentant le chauffe-eau thermodynamique ; et
- l'hygrométrie et la température instantanées de l'air à l'entrée de l'évaporateur.
En effet, ces différentes grandeurs sont représentatives de la quantité d'énergie
5 fournie à l'eau à chauffer dans le chauffe-eau thermodynamique. Par conséquent, l'évolution dans le temps de ces différentes grandeurs est représentative de l'évolution temporelle de la température de l'eau dans le chauffe-eau ù tout du moins avec un certain niveau de précision et pour un volume constant d'eau à chauffer.
Les différentes températures peuvent être mesurées par des capteurs de
10 température. Cependant, la température de condensation du fluide caloporteur peut également être obtenue indirectement à partir de la mesure de la pression du fluide caloporteur dans le circuit thermodynamique. Cette mesure de la pression du fluide caloporteur peut être réalisée au moyen d'un capteur de pression ménagé, dans le circuit thermodynamique, entre le compresseur et le détendeur. Le débit d'air dans
15 l'évaporateur peut également être mesuré directement à l'aide d'un tube de Pitot, par exemple. Le débit peut cependant également être déduit de la mesure de deux pressions de l'air dans le réseau d'extraction, à partir de la différence entre ces deux pressions.
Pour déterminer une dérive du temps de chauffe, l'unité électronique peut
20 procéder comme il va être décrit dans l'exemple ci-dessous, en regard de la figure 2.
Il est à noter que dans cet exemple, l'unité électronique reçoit une information relative à la température de l'eau à chauffer. Cependant, l'unité électronique peut procéder de manière analogue avec toutes les autres informations indiquées ci-dessus combinées ou non.
25 L'unité électronique de commande comporte tout d'abord en mémoire une valeur de durée de chauffe souhaité d obj, entre un instant initial ti et un instant final tf, ainsi qu'une température finale de l'eau minimale souhaitée T_obj. La durée de chauffe souhaitée d obj peut par exemple être égale à 8 heures pour assurer que l'eau est chauffée durant les heures où l'électricité est moins chère. La
30 température finale de l'eau minimal souhaitée peut par exemple être comprise entre 40 et 65°C, en particulier cette température finale peut être égale à 40 ou à 65°C.
L'unité électronique reçoit une information relative à la température initiale de l'eau dans le chauffe-eau T i.
L'unité électronique déduit des valeurs d_obj, T_obj et T_i, la pente 0obj 35 souhaitée de la courbe de chauffe de l'eau dans le chauffe-eau : A ob. T_objùT_i 1j ù () d _ obj R:131000A31034 ATLC31034--091218-dde de brevet tq déposée.doc 6/15 21/12/2009 11:30:01 2954471 31034 ATLC 7 Les valeurs de T_obj et d_obj peuvent être renseignées d'usine ou paramétrables sur la machine par l'usager.
A un instant t1 postérieure au début ti du chauffage de l'eau, l'unité électronique de commande calcule la pente réelle du chauffage de l'eau. Pour ce
5 faire, elle reçoit une information relative à la température réelle T_mes_1 de l'eau. L'unité électronique déduit de cette information la pente réelle A_1 à l'instant t_1 : 0 1 T_mes _1ùTi (2) t 1ùt i L'unité électronique compare alors la pente réelle Al à la pente souhaitée 0obj .
10 Si la pente réelle Al est supérieure à la pente souhaitée 0obj, l'unité électronique de commande peut ne commander aucune modification du débit d'air d'extrait (voir figure 3). Cependant, avantageusement, pour réduire les nuisances sonores dues au débit de ventilation extrait, dans le cas où la pente réelle Al est supérieure à la pente souhaitée 0obj, l'unité électronique de commande peut
15 commander une diminution du débit dans le réseau d'extraction, par exemple en commandant la fermeture d'une bouche.
Si, au contraire, la pente réelle Al est inférieure à la pente souhaitée 0obj, alors l'unité électronique commande une augmentation du débit d'air alimentant le chauffe-eau. Cette augmentation du débit d'air alimentant le chauffe-eau vise à
20 compenser la dérive du temps de chauffe en apportant plus d'air chaud et donc plus d'énergie dans l'évaporateur.
La comparaison entre la pente souhaitée et la pente réelle peut également être associée à une hystérésis pour éviter tout battement dans la prise d'action.
Par ailleurs, au lieu de comparer la pente réelle et la pente souhaitée, il est
25 possible de comparer cette pente souhaitée avec une pente «restante» A_res_1 définie par : T_objùTmes 1 A res 1= t fùt 1 Bien évidemment, dans ce cas, l'unité électronique commande une augmentation du débit d'air extrait alimentant le chauffe-eau lorsque la pente
30 restante 0res1 est supérieure à la pente souhaitée 0obj, et éventuellement une diminution du débit d'air extrait dans la cas contraire.
Dans tous les cas, la comparaison de la pente réelle et de la pente souhaitée ou de la pente restante est cependant réitérée périodiquement, par exemple toutes les 5 min. R:131000A31034 ATLC31034--091218-dde de brevet tq déposée.doc 7/15 21/12/2009 11:30:01 (3) 2954471 31034 ATLC 8 Pour moduler le débit d'air alimentant le chauffe-eau, l'unité électronique de commande peut agir sur différents éléments de l'installation, de manière alternative ou simultanée. Dans la suite, seul le cas d'une augmentation du débit d'air est évoqué, étant entendu qu'une diminution du débit d'air est obtenue en agissant de
5 manière opposée.
Ainsi, selon un premier exemple, pour augmenter le débit d'air alimentant le chauffe-eau, l'unité électronique de commande pilote le moto-ventilateur du réseau d'extraction. L'unité électronique de commande peut notamment commander une augmentation de la puissance du moto-ventilateur, une augmentation de la vitesse de
10 rotation du moto-ventilateur ou encore modifier la consigne du moto-ventilateur.
Selon un deuxième exemple, l'unité électronique de commande pilote une bouche de ventilation 15b du réseau d'extraction pour augmenter le débit d'air alimentant le chauffe-eau thermodynamique 18 en cas de dérive du temps de chauffe.
15 Cette bouche 15b peut être ménagée dans une cuisine. En effet, les bouches de ventilation ménagées dans les cuisines sont généralement adaptées à être commandées (manuellement ou électriquement). Plus précisément, ces bouches de ventilation présentent généralement deux positions de fonctionnement correspondant à deux débits distincts. Dans ce cas, l'utilisateur commande, à l'aide d'une
20 commande manuelle ou électrique 30, le passage dans la position de grand débit, pour assurer une ventilation plus importante de l'air, par exemple pendant les phases de cuisson.
Il est proposé ici que la commande de cette bouche, en l'espèce électrique, soit connectée au chauffe-eau 18. Ceci permet au chauffe-eau de transmettre simplement
25 la demande de l'usager et de piloter la bouche en mode nominal. Ceci permet également de piloter la bouche de ventilation de manière autonome en cas d'augmentation du temps de chauffe de l'eau dans le chauffe-eau pour commander un fonctionnement de la bouche de ventilation à son grand débit. Ceci peut également permettre de piloter la bouche de ventilation de manière autonome en cas
30 de diminution du temps de chauffe de ventilation à son petit débit.
En variante, la bouche pilotée peut également être une bouche de service qui est en permanence fermée, ne laissant passer qu'un débit minimum voire nul. En cas d'augmentation du temps de chauffe de l'eau dans le chauffe-eau thermodynamique, l'unité électronique de commande pilote une ouverture de cette bouche de
35 ventilation. Cette bouche de ventilation, idéalement présente dans un local chauffé, peut alors se trouver dans une buanderie, un hall d'accès ou un garage, par exemple. R:131000A31034 ATLC31034--091218-dde de brevet tq déposée.doc 8/15 21/12/2009 11:30:01 2954471 31034 ATLC 9 Dans les deux cas, lorsqu'une bouche est pilotée pour augmenter le débit d'air la traversant, le moto-ventilateur de ventilation augmente automatiquement son débit. Ce cas de figure est illustré par la figure 4. A l'état initial où la bouche est fermée, le point de fonctionnement du moto-ventilateur est le point A correspondant
5 à un débit nominal Q1 dans la bouche. Ce point de fonctionnement correspond au point d'intersection de la courbe Cl aéraulique du moto-ventilateur et de la courbe C2 des pertes de charges dans le réseau de ventilation à cet instant donné. En cas d'ouverture de la bouche comme exposé ci-dessus, les pertes de charge au niveau de cette bouche diminuent. La nouvelle courbe des pertes de charges dans le réseau de
10 ventilation correspond à la courbe C2', située en dessous de la courbe C2. Ainsi, le nouveau point de fonctionnement du moto-ventilateur correspond au point B d'intersection des courbes Cl et C2', en l'absence de toute régulation du moto-ventilateur de ventilation. Ce point B correspond ici à un débit Q2 supérieur au débit nominal Q1.
15 Si le moto-ventilateur est régulé à pression constante ou à pression croissante avec le débit, alors le point de fonctionnement du moto-ventilateur ne correspond pas au point B, mais à un point B' (voir figure 5) correspondant à un débit Q2' supérieur au débit Q2 du point B, avec une pression P2' égale, respectivement supérieure, à la pression Pl au point A. En effet, dans ce cas, la régulation du moto-ventilateur
20 commande une augmentation de la puissance fournie par moto-ventilateur 16 en réponse à l'augmentation du débit. Cette augmentation de puissance se traduit, sur la figure 5, par le passage de la courbe de fonctionnement Cl du moto-ventilateur à la courbe de fonctionnement Cl', le point de fonctionnement B' du moto-ventilateur correspondant à l'intersection des courbes Cl' et C2'.
25 Il est à noter que le passage de la courbe de fonctionnement Cl à la courbe de fonctionnement Cl' du moto-ventilateur peut également être commandé par l'unité électronique de commande de manière simultanée à la commande d'ouverture de la bouche de ventilation. Dans ce cas, l'unité électronique commande au moto-ventilateur de fournir une plus grande puissance en cas d'ouverture de la bouche de
30 ventilation. Ceci permet d'éviter de faire fonctionner en permanence le moto-ventilateur à grande puissance alors que cette puissance n'est utile qu'en cas d'ouverture de la bouche de ventilation. Il en résulte une économie énergétique importante ainsi qu'une réduction des nuisances sonores dues au débit de ventilation. De manière préférée, l'unité électronique de commande assure à la fois la régulation
35 du groupe moto-ventilateur, la modification du débit d'air extrait et la gestion du grand débit cuisine. R:131000A31034 ATLC31034--091218-dde de brevet tq déposée.doc 9/15 21/12/2009 11:30:01 2954471 31034 ATLC 10 Par ailleurs, comme cela est illustré par la figure 6, le débit d'air alimentant le chauffe-eau thermodynamique peut être augmenté dans certains cas en augmentant la pression fournie par le moto-ventilateur.
Dans ce cas, on ne procède pas à une ouverture de bouche de ventilation, ni à
5 une modification des pertes de charges dans le réseau. En d'autres termes, dans ce cas, la régulation est réalisée en restant sur même courbe C2 de pertes de charges dans le réseau de ventilation. Dans ce cas, une augmentation de la puissance fournie par le moto-ventilateur d'extraction se traduit par une augmentation de la pression dans le réseau d'extraction, la pression passant de la valeur Pl à la valeur P3
10 supérieure. En conséquence de cette augmentation de la pression, le débit dans le réseau d'extraction est également augmenté, passant de la valeur Q1 à la valeur Q3 supérieure.
Enfin, si le moto-ventilateur est du type régulé à débit constant dont la consigne est dictée, par exemple, par un besoin relatif à la qualité d'air dans le
15 logement ou à la détection de présence dans le logement, alors, dans ce cas, la régulation pilote une augmentation de la consigne du moto-ventilateur avec éventuellement, de manière simultanée, l'ouverture de la bouche, de manière à assurer un débit plus important dans le réseau d'extraction.
Par ailleurs, le circuit thermodynamique d'échange thermique entre l'air
20 alimentant le chauffe-eau et l'eau peut être adapté à moduler la puissance thermique échangée entre le fluide caloporteur et l'eau à chauffer au niveau du condenseur lorsqu'une dérive du temps de chauffe est déterminée. Ce circuit peut être commandé par l'unité électronique de commande.
Le circuit d'échange thermique peut par exemple être associé à un groupe
25 thermodynamique appelé « inverter ». Ce groupe thermodynamique « inverter » comprend en particulier le compresseur et le détendeur du circuit thermodynamique d'échange, lesquels peuvent faire varier leur régime de fonctionnement, notamment leur vitesse de rotation, leur débit ou leur taux de détente. Il en résulte une variation de la puissance thermique fournie au fluide caloporteur et donc une variation de la
30 puissance thermique fournie à l'eau à chauffer.
Ainsi, si le temps de chauffe dérive, en particulier augmente, le groupe peut faire en sorte de moduler, en particulier d'augmenter, le débit d'air mais aussi de moduler, en particulier d'augmenter, la puissance du groupe thermodynamique pour l'adapter au surplus de débit d'air arrivant dans l'évaporateur.
35 La puissance fournie au fluide caloporteur peut être modulée en modifiant le nombre de compresseurs et/ou de circuit thermodynamiques mis oeuvre. Par exemple, l'installation peut comporter deux circuits thermodynamiques. Ces deux R:131000A31034 ATLC31034--091218-dde de brevet tq déposée.doc 10/15 21/12/2009 11:30:01 2954471 31034 ATLC 11 circuits thermodynamiques peuvent correspondre à deux niveaux distincts de puissance fournie au fluide caloporteur. On obtient en effet ainsi trois puissances de fonctionnement distinctes suivant qu'un circuit, l'autre ou les deux sont mis en oeuvre.
5 D'autres solutions peuvent également être envisagées afin de moduler la puissance du circuit thermodynamique en cas de dérive du temps de chauffe dans l'eau. Le compresseur peut être à vitesse constante et débit variable, du type vis tiroir. Le compresseur peut être à vitesse variable, notamment à deux vitesses singulières. Le compresseur peut fonctionner uniquement en cas de dérive, en
10 particulier d'augmentation, du temps de chauffe. Le compresseur peut être un compresseur à plusieurs chambres de compression de sorte que le taux de compression du compresseur est choisi plus important en cas de dérive, en particulier d'augmentation, du temps de chauffe. Le détendeur peut être un détendeur électronique variable. Enfin, le circuit thermodynamique peut être associé à une
15 vanne gaz chaud. Une vanne gaz chaud est un dispositif formant une dérivation du circuit d'échange thermique, qui relie directement la sortie du compresseur à l'entrée du détendeur. Cette dérivation d'une partie du débit de fluide caloporteur permet d'augmenter la température d'évaporation et réduit ainsi la puissance absorbée de l' air.
20 Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et aux modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art. En particulier, le réseau d'extraction présenté ci-dessus est un réseau simple flux. Cependant, l'installation peut comporter un réseau double flux, c'est-à-dire un réseau d'extraction et un réseau d'insufflation.
25 Ces réseaux peuvent être couplés thermiquement par un échangeur thermique afin de récupérer une partie des calories de l'air extrait, chaud, pour chauffer l'air insufflé, froid. Dans ce cas, il est intéressant que l'entrée d'air d'alimentation du chauffe-eau thermodynamique se situe dans le réseau d'extraction d'air, en aval de l'échangeur thermique. Dans ce cas également, il convient, en cas de modulation du débit d'air
30 extrait, de moduler le débit d'air insufflé de manière correspondante pour assurer un fonctionnement efficace de l'échangeur thermique.
Par ailleurs, la description ci-dessus décrit une installation « subissant » le débit défini par les bouches de ventilation, par exemple hygroréglables. Cependant, le débit peut également être défini en fonction du besoin du chauffe-eau. Par
35 exemple, le débit peut être défini comme le maximum entre le débit de ventilation nécessaire à la qualité de l'air dans le logement, et le débit nécessaire au chauffe-eau pour assurer le chauffage de l'eau en un temps prédéterminé. R:131000A31034 ATLC31034--091218-dde de brevet tq déposée.doc 11/15 21/12/2009 11:30:01

Claims (12)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de régulation d'une installation (10) combinée de ventilation d'un local (13) et de chauffe-eau thermodynamique, un flux d'air dans l'installation alimentant le chauffe-eau thermodynamique (18) pour chauffer de l'eau contenu dans le chauffe-eau thermodynamique, procédé dans lequel le débit du flux d'air alimentant le chauffe-eau thermodynamique (18) est modulé en fonction du temps de chauffe nécessaire au chauffage de l'eau par le chauffe-eau thermodynamique jusqu'à une température prédéterminée.
  2. 2. Procédé de régulation selon la revendication 1, dans lequel on augmente le débit du flux d'air alimentant le chauffe-eau thermodynamique (18) dans le cas où est déterminée une augmentation du temps de chauffe nécessaire au chauffage de l'eau par le chauffe-eau thermodynamique (18) jusqu'à une température prédéterminée.
  3. 3. Procédé de régulation selon la revendication 1 ou 2, dans lequel on diminue le débit du flux d'air alimentant le chauffe-eau thermodynamique (18) dans le cas où est déterminée une diminution du temps de chauffe nécessaire au chauffage de l'eau par le chauffe-eau thermodynamique (18) jusqu'à une température prédéterminée.
  4. 4. Procédé de régulation selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le débit d'air est augmenté, respectivement diminué, en pilotant l'ouverture, respectivement la fermeture, d'une bouche de ventilation (15b) de l'installation.
  5. 5. Procédé de régulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le flux d'air est un flux d'air extrait depuis le local (13) ventilé au moyen de l'installation de ventilation.
  6. 6. Procédé de régulation selon la revendication 4 ou 5, dans lequel la bouche (15b) est choisie parmi : - une bouche installée dans une cuisine (12b) du local (13) ; et - une bouche de service, normalement close, de préférence installée dans une buanderie, un hall ou un garage du local (13). R:131000A31034 ATLC31034--091218-dde de brevet tq déposée.doc 12/15 21/12/2009 11:30:01 2954471 31034 ATLC 13
  7. 7. Procédé de régulation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le débit d'air de ventilation est augmenté, respectivement diminué, en pilotant une augmentation, respectivement une diminution, de la puissance du groupe moto-ventilateur de l'installation.
  8. 8. Procédé de régulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le chauffe-eau thermodynamique (18) comprend un circuit thermodynamique d'échange thermique (22) entre le flux d'air et l'eau à chauffer, le circuit comprenant : - un évaporateur (20) traversé par le flux d'air, dans lequel le flux d'air perd des calories au profit d'un fluide caloporteur ; - un condenseur pour transférer des calories du fluide caloporteur à l'eau à chauffer dans le chauffe-eau (18) ; et - des moyens de mise en circulation du fluide caloporteur dans le circuit thermodynamique, de préférence sous la forme d'un compresseur, le circuit d'échange thermique (22) comprenant un détendeur en aval du condenseur et en amont de l'évaporateur.
  9. 9. Procédé de régulation selon la revendication 8, dans lequel le circuit d'échange thermique (22) est adapté à moduler la puissance thermique échangée entre le fluide caloporteur et l'eau à chauffer au niveau du condenseur, simultanément avec l'augmentation de débit, respectivement la diminution du débit, lorsqu'une augmentation, respectivement une diminution, du temps de chauffe est déterminée.
  10. 10. Procédé de régulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une augmentation, respectivement une diminution, du temps de chauffe du chauffe-eau thermodynamique (18) est déterminée par estimation de l'évolution d'un au moins parmi : - la température de l'eau en au moins un point du chauffe-eau (18) ; - la température de condensation du fluide caloporteur dans le circuit thermodynamique (22) ; - les températures d'évaporation et de condensation du fluide caloporteur dans le circuit thermodynamique (22) ; - la différence entre les températures d'évaporation de l'air et d'entrée de l'air dans l'évaporateur ; - le débit d'air alimentant le chauffe-eau thermodynamique (18) ; et R:131000A31034 ATLC31034--091218-dde de brevet tq déposée.doc 13/15 21/12/2009 11:30:01 2954471 31034 ATLC 14 - l'hygrométrie et la température instantanées de l'air à l'entrée de l'évaporateur.
  11. 11. Installation combinée de ventilation et de chauffe-eau thermodynamique 5 comprenant : - un réseau de ventilation (14) ; - des moyens (16) pour créer un flux d'air de ventilation dans le réseau de ventilation (14) ; - un chauffe-eau thermodynamique (18) adapté à contenir de l'eau à chauffer au moyen d'au moins une partie du flux d'air de ventilation ; - des moyens de détermination du temps de chauffe nécessaire au chauffe-eau pour chauffer l'eau présente dans le chauffe-eau jusqu'à une température prédéterminée ; et - des moyens de commande d'une augmentation, respectivement d'une diminution, du débit d'air de ventilation dans le réseau de ventilation (14) dans le cas où une augmentation, respectivement une diminution, du temps de chauffe jusqu'à une température prédéterminée est déterminée par lesdits moyens de détermination du temps de chauffe. 20
  12. 12. Installation selon la revendication 11, adaptée à mettre en oeuvre un procédé de régulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 10. 10 15 R:131000A31034 ATLC31034--091218-dde de brevet tq déposée.doc 14/15 21/12/2009 11:30:01
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