FR3009612A1

FR3009612A1 - Systeme et procede de pilotage d'une pompe a chaleur pour piscine

Info

Publication number: FR3009612A1
Application number: FR1357945A
Authority: FR
Inventors: Brice Leroyer; Remi Deloche
Original assignee: Zodiac Pool Care Europe SAS
Current assignee: Zodiac Pool Care Europe SAS
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2015-02-13
Anticipated expiration: 2033-08-09
Also published as: EP3030846B1; US10597886B2; EP3030846A1; US20150040307A1; AU2014304201A1; AU2014304201B2; WO2015019223A1; FR3009612B1; ES2877086T3

Abstract

L'invention vise un système de chauffage de piscine, caractérisé en ce qu'il comporte une pompe à chaleur et des moyens de piloter le compresseur de ladite pompe à chaleur selon plusieurs niveaux de puissance non nulle, en fonction d'un ensemble de paramètres prédéterminé. Le système comporte par exemple trois niveaux de puissance, le premier niveau étant voisin de 40% de la vitesse du compresseur, le second niveau étant voisin de 70% de la vitesse du compresseur, et le troisième niveau étant voisin de 100% de la vitesse maximale du compresseur.

Description

La présente invention relève du domaine des équipements pour piscines. Elle concerne plus particulièrement un système de chauffage et un procédé de pilotage d'une pompe à chaleur destinée à réchauffer l'eau d'une piscine.

Préambule et art antérieur Lorsqu'on souhaite utiliser une piscine en dehors de la période estivale, il est nécessaire de prévoir un dispositif de chauffage de l'eau de la piscine. Ceci permet de prolonger de plusieurs mois sa période d'utilisation et d'améliorer son confort d'utilisation en période estivale. Dans un premier temps, les dispositifs de chauffage de piscine ont consisté en des chaudières classiques, ou en des dispositifs utilisant des résistances pour chauffer un flux d'eau. Ces dispositifs sont très consommateurs d'énergie. De ce fait, l'utilisation de pompe à chaleur pour réchauffer l'eau d'une piscine a été introduite depuis plusieurs années. Elle se heurte cependant à divers inconvénients. Il s'agit en effet notamment d'un dispositif assez bruyant, du fait de la présence d'un compresseur et d'un ventilateur. Par ailleurs, la consommation électrique nécessaire pour chauffer et maintenir l'eau d'une piscine à une température agréable reste significative. L'invention a donc notamment pour but de remédier à certains de ces inconvénients.

Exposé de l'invention L'invention vise sous un premier aspect un système de chauffage de piscine, la piscine étant du type comportant une pompe de circulation de l'eau, caractérisé en ce qu'il comporte une pompe à chaleur alimentée par ladite pompe de circulation, et des moyens de piloter le compresseur de ladite pompe à chaleur selon plusieurs niveaux de puissance non nulle, en fonction d'un ensemble prédéterminé de consignes et / ou de paramètres d'environnement. La pompe de circulation de l'eau est par exemple la pompe utilisée pour forcer la circulation de l'eau de la piscine à travers un filtre et / ou une cellule d'électrolyse.

La pompe à chaleur considérée est avantageusement mais non limitativement d'un pompe à chaleur de type "inverter", dont le moteur du compresseur est pilotable en vitesse de façon continue entre 0 et 100% de sa vitesse maximale. L'utilisation d'une telle pompe à chaleur présentant plusieurs niveaux de puissance non nuls permet de mettre en oeuvre des stratégies de pilotage diverses, selon les paramètres que l'on souhaite optimiser. Cette utilisation va cependant à l'encontre des modes classiques d'utilisation d'une pompe à chaleur pour chauffer l'eau d'une piscine. Dans l'art antérieur, une pompe à chaleur pour chauffer l'eau d'une piscine est utilisée à puissance maximale, ou est mise à l'arrêt. En effet, la capacité calorifique volumique de l'eau étant 4000 fois supérieure à celle de l'air, il faut 4000 fois plus de temps, à puissance égale, pour chauffer un litre d'eau qu'un litre d'air, et la température d'un piscine est donc très stable dans le temps. Il est alors naturel pour l'homme du métier de considérer un pilotage en "tout ou rien" de la pompe à chaleur. En début de saison, la pompe à chaleur est mise en marche à pleine puissance le temps d'atteindre la température désirée pour l'eau.

Puis la pompe à chaleur est pilotée en suivant une consigne qui lance le compresseur dès que la température est inférieure à une valeur seuil T-61, et la laisse en marche tant que la température n'atteint pas une seconde valeur seuil T+ 62. La pompe fonctionne alors à pleine puissance typiquement plusieurs heures, le temps de communiquer la différence de température 61+62 au volume d'eau de la piscine. Puis le compresseur de la pompe à chaleur est arrêté, et la température de la piscine redescend lentement par échange avec le milieu extérieur. De la sorte, la température de la piscine oscille lentement, en quelques heures, autour de la valeur consigne T que l'utilisateur à prédéterminée. Ce mode de fonctionnement est considéré satisfaisant par l'homme du métier.

C'est pourquoi on n'utilise peu de pompes à chaleur de type à inverter pour chauffer l'eau de piscine, alors que ces dispositifs sont répandus pour le chauffage de l'air d'une maison. En effet, pour le chauffage domestique (chauffage de l'air de la maison), un pilotage en tout ou rien entraîne des arrêts et redémarrage très rapprochés dans le temps (par exemple toutes les quelques minutes), or c'est l'arrêt ou le démarrage du compresseur qui provoquent le vieillissement prématuré de celui-ci. Il est donc souhaitable de réduire le nombre d'arrêts / redémarrages du compresseur. Pour ce faire, la technologie de pompe à chaleur à inverter permet de piloter de façon continue le moteur du compresseur de zéro à sa valeur de puissance maximale, et la pompe à chaleur est donc laissée généralement toujours en marche, mais en utilisant deux valeurs de puissance : une valeur maximale, et une valeur proche de zéro mais non nulle, n'entraînant pas l'arrêt du compresseur. Le problème de la présente invention n'est pas de réduire la fatigue du compresseur, puisque les arrêts / redémarrages d'une pompe à chaleur de piscine sont peu nombreux dans le temps (plusieurs ordres de grandeur moins nombreux que pour une application au chauffage domestique, comme on vient de le voir). Le choix d'une pompe à chaleur de type inverter dans la présente invention n'est donc pas lié à ce problème. L'invention utilise le fait que le coefficient de performance (COP) maximal (c'est à dire le rendement de puissance calorifique de chauffage de l'eau par rapport à la puissance électrique consommée) de la pompe à chaleur n'est pas observé pour une puissance maximale, mais pour une puissance inférieure, de l'ordre typiquement de 30% de la puissance de ladite pompe. Il est alors possible de piloter la pompe à chaleur à puissance maximale, ou au contraire à performance maximale. Si le besoin de chaleur est immédiat, une puissance maximale de la pompe à chaleur est utilisée, même au prix d'un rendement dégradé. Au contraire, pour un besoin de chaleur plus éloigné dans le temps (par exemple pour le lendemain), un fonctionnement en performance optimale peut être préféré. Un niveau intermédiaire de puissance, entre ces valeurs de performance maximale et de puissance maximale peut être introduit. De même, un niveau intermédiaire variant entre ces deux bornes (performance maximale, soit environ 30% de la puissance maximale, et 100% de cette puissance) peut également être introduit. On note alors que le niveau de bruit d'une pompe à chaleur est directement lié aux vitesses du compresseur et du ventilateur. L'utilisation d'au moins un niveau de puissance non maximal se traduit également par un niveau de bruit sensiblement 20 réduit. De nombreuses autres stratégies peuvent alors être définies, selon les contraintes ou conditions extérieures, et selon le choix des utilisateurs. Conformément à ce qui vient d'être dit, selon des modes de réalisation 25 particuliers, éventuellement mais non obligatoirement mis en oeuvre en conjonction : - l'un des niveaux de puissance de fonctionnement est voisin du niveau de peissance (c'est à dire la vitesse du compresseur) maximisant le coefficient de performance de la pompe à chaleur. - l'un des niveaux de puissance est voisin du niveau de puissance maximale de 30 la pompe à chaleur (c'est à dire la vitesse maximale du compresseur). - l'un des niveaux de puissance est une valeur intermédiaire entre le niveau de puissance maximisant le coefficient de performance de la pompe à chaleur, et le niveau de puissance maximale de la pompe à chaleur. 35 Selon une mise en oeuvre avantageuse mais non limitative, le système comporte trois niveaux de puissance, le premier niveau étant compris entre 20 et 55% de la vitesse du compresseur, le second niveau étant compris entre 55 et 85% de la vitesse du compresseur, et le troisième niveau étant compris entre 85 et 100% de la vitesse du compresseur. On comprend que dans ce cas, la pompe à chaleur comporte trois niveaux de puissance, voisins respectivement de 30%, 75% et 100% de la puissance maximale de la pompe à chaleur. Dans une variante d'utilisation, le système comporte un quatrième niveau de puissance, voisin de zéro. Dans une variante, le système comporte également des moyens de mesure de la température de l'air autour de la piscine, des moyens de mesure de la température 10 de l'eau, des moyens de mesure du temps, et des moyens de calcul d'une vitesse de montée en température de l'eau de la piscine. L'invention vise sous un second aspect un procédé de pilotage d'une pompe à chaleur pour chauffage de l'eau d'une piscine, ladite pompe étant du type comportant 15 un compresseur pilotable selon plusieurs niveaux de puissance non nuls, le procédé comportant l'envoi au compresseur de ladite pompe à chaleur de consignes de puissance selon au moins deux niveaux de puissance non nuls, en fonction de consignes prédéterminées et / ou de mesures de paramètres d'environnement. 20 Selon diverses mises en oeuvre, les paramètres d'environnement comprennent: - le temps de fonctionnement de la pompe de circulation de l'eau, - la température extérieure autour de la piscine. Dans un mode de réalisation, le procédé comporte trois niveaux de puissance, 25 le premier niveau étant compris entre 25 et 60% de la vitesse du compresseur, le second niveau étant compris entre 60 et 90% de la vitesse du compresseur, et le troisième niveau étant compris entre 90 et 100% de la vitesse du compresseur. Dans un mode de réalisation, les paramètres d'environnement comprennent le temps de fonctionnement d'une pompe de circulation de l'eau générant le flux d'eau à 30 réchauffer au sein de la pompe à chaleur. Dans un mode de réalisation, les paramètres d'environnement comprennent également la température de l'air autour de la piscine, des moyens de mesure de la température de l'eau, des moyens de mesure du temps, et des moyens de calcul d'une vitesse de montée en température de l'eau de la piscine. 35 L'invention vise, sous encore un autre aspect, un kit de modification et un dispositif de pilotage d'un système de chauffage de l'eau d'une piscine, ledit kit comprenant des instructions pour remplacer une pompe à chaleur de type non à inverter par une pompe à chaleur à inverter et un dispositif de pilotage de la vitesse du compresseur selon au moins deux niveaux de puissance non nuls. De la sorte, il est possible de modifier des systèmes de chauffage d'eau de piscine existants, en remplaçant une pompe à chaleur de type tout ou rien par une pompe à chaleur de type à inverter, et en y connectant un boîtier de commande du moteur du compresseur prenant en compte des consignes prédéterminées ou des paramètres d'environnement. L'invention vise également un kit de modification d'un système de chauffage de l'eau d'une piscine, ledit kit comprenant des instructions pour remplacer une pompe à chaleur de type non à inverter par une pompe à chaleur à inverter et un dispositif de pilotage de la vitesse du compresseur selon au moins deux niveaux de puissance non nuls, notamment en fonction d'un triplet : vitesse de montée en température / coefficient de performance / bruit, choisi par un utilisateur de ladite pompe à chaleur parmi un ensemble prédéterminé de tels triplets. Présentation des figures Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux appréciés grâce à la description qui suit, description qui expose les caractéristiques de l'invention au travers d'un exemple non limitatif d'application. La description s'appuie sur les figures annexées dans lesquelles : La figure 1 illustre la courbe de performance d'une pompe à chaleur en fonction de la vitesse de fonctionnement du moteur du compresseur de ladite pompe, La figure 2 illustre les possibilités de pilotage d'un système tel qu'exposé, lors d'un cycle de fonctionnement de la piscine, La figure 3 est un tableau illustrant trois modes de fonctionnement du système exposé, utilisant un ou plusieurs des niveaux de puissance du moteur du compresseur de la pompe à chaleur, La figure 4 illustre un exemple d'un premier mode de fonctionnement du procédé, La figure 5 illustre un exemple d'un second mode de fonctionnement du procédé, La figure 6 illustre un exemple d'un troisième mode de fonctionnement du procédé,35 Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention L'invention trouve sa place au sein d'un environnement technique de piscine, par exemple une piscine enterrée de type familial. On considère que cette piscine est équipée d'un dispositif de filtration et de recirculation d'eau comportant une pompe de circulation. Une telle pompe de circulation est mise en marche de façon programmée plusieurs heures par jour, généralement environ une dizaine d'heures par jour pendant l'été et 2 à 4 heures par jours pendant l'hiver, voire zéro selon le mode d'hivernage choisi. La pompe de circulation est de forte puissance, cette puissance étant directement liée au volume de la piscine et au dispositif de filtration utilisé (par 10 exemple filtre à sable), permettant typiquement un flux de 5 à 15 m3 d'eau par heure dans le filtre et la piscine. Le système de chauffage de piscine tel que décrit ici à titre d'exemple non limitatif comporte, en premier lieu, une pompe à chaleur disposée sur une dérivation 15 du flux d'eau de filtration. De façon classique, une telle pompe à chaleur ne peut se mettre en marche que lorsque la pompe de circulation fonctionne. En effet, la pompe à chaleur ne comporte pas en général, par elle-même, de moyens de forcer la circulation d'eau, et est donc tributaire de la pompe de circulation pour assurer l'existence d'un flux d'eau à réchauffer. La pompe à chaleur comporte donc des 20 moyens, connus en soi et donc non décrits plus avant ici, de connaître l'état de fonctionnement de la pompe de circulation. Le temps de fonctionnement du système de chauffage est donc limité, chaque jour, au temps de fonctionnement de la pompe de circulation, qui constitue un cycle quotidien de filtration. 25 La pompe à chaleur utilisée ici est du type à "inverter", connu en soi, et notamment utilisé pour le chauffage d'air dans des habitations. Elle comporte un compresseur entrainé par un moteur dont la vitesse est variable et pilotable de façon continue entre une valeur nulle et une valeur maximale. Il est connu que la courbe de rendement, mesurée par le coefficient de 30 performance de la pompe à chaleur, varie en fonction de la puissance restituée, laquelle est directement liée à la vitesse du moteur du compresseur. Comme on le voit sur la figure 1, cette courbe présente un maximum local pour une puissance restituée située autour de 30% de la puissance maximale (c'est-à-dire pour une vitesse de 40% de la vitesse maximale du moteur du compresseur). Dans le présent exemple non 35 limitatif, la pompe à chaleur présent un rendement de 7 pour une puissance restituée de 30%, un rendement de 6 pour une puissance restituée de 75%, et un rendement de 4.5 environ pour une puissance restituée de 100%. En dessous d'une puissance restituée de 30%, le rendement de la pompe à chaleur diminue également. La pompe à chaleur utilisée dans le système décrit ici comporte des moyens de pilotage de la vitesse du moteur du compresseur. Ces moyens de pilotage, de nature électronique et / ou logicielle, permettent de faire fonctionner le moteur à au moins deux vitesses non nulles, ici trois vitesses non nulles, voisines de la valeur correspondant au Coefficient de Performance maximal (ici 30%) de la pompe à chaleur, de 100% de la vitesse maximale du moteur du compresseur, et d'une valeur intermédiaire (ici 75%).

Ces vitesses peuvent naturellement être choisies de valeurs différentes suffisamment distinctes, dans la mesure où elles résultent en au moins deux valeurs différentes du coefficient de performance de la pompe à chaleur. Comme on le voir alors figure 2, il est possible, pour un même niveau de puissance calorifique restituée à l'eau de la piscine, d'envisager différentes stratégies 15 de chauffage Dans le cas de la figure 2, pour une même durée de filtration quotidienne de 8 heures de l'eau d'une piscine, c'est-à-dire de temps de fonctionnement de la pompe de circulation, on peut soit utiliser un chauffage à pleine puissance pendant 3 heures, restituant pendant ce temps une puissance thermique de 30 kWh, avec un niveau de 20 bruit indicatif de 65 dB(A), soit chauffer en mode COP maximal (vitesse de 30%) pendant 6 heures avec la même puissance thermique restituée et un niveau de bruit de 55 dB(A) (partie gauche du graphe), soit chauffer en mode intermédiaire (vitesse de 75%) pendant 4.5 heures avec toujours une puissance thermique restituée de 30 kWh et un niveau de bruit de 60 dB(A) (partie droite du graphe). Dans le premier cas 25 (puissance maximale), la puissance consommée a été de 6.7 kWh, dans le second cas (COP maximal), elle a été de 4.3 kWh, dans le cas intermédiaire, elle a été de 5 kWh. Le mode le plus économique se traduit donc par un chauffage plus lent, mais avec une consommation d'énergie plus faible et un niveau de bruit inférieur. 30 Le système de chauffage comporte, par ailleurs, dans le présent exemple non limitatif, des moyens pour un utilisateur d'entrer des consignes de pilotage, telles que par exemple une demande de stratégie de chauffage minimisant la consommation électrique, ou de stratégie de chauffage minimisant le bruit dans une certaine plage horaire etc. L'entrée de ces consignes de pilotage peut être, dans un mode de 35 réalisation particulier mais non limitatif, matérialisée par l'actionnement par l'utilisateur de boutons.

Dans le présent exemple de réalisation, le système comporte notamment trois modes M1, M2, M3 correspondant à des consignes suivantes : M1 - minimisation de la consommation énergétique et du niveau de bruit, M2 - pilotage intermédiaire, M3 - chauffage rapide. Dans le présent exemple de mise en oeuvre, le mode M1 de minimisation de la consommation énergétique couvre un pilotage utilisant dans son mode de fonctionnement normal (voir détail plus bas), outre des phases de vitesse nulle VO (0%) du compresseur, la vitesse faible V3 (30%) et la vitesse intermédiaire V2 (75%) du compresseur. De même, le mode M2 de pilotage intermédiaire couvre un pilotage selon les trois vitesses V1, V2, V3 de compresseur, outre des phases de vitesse nulle VO (0%). Enfin, dans cet exemple non limitatif, le mode M3 de chauffage rapide couvre un pilotage selon la seule vitesse maximale V1 (100%) du compresseur de la pompe à chaleur, outre des phases de vitesse nulle VO (0%). Le système de chauffage d'eau de piscine comporte, en second lieu, des moyens de mesure de paramètres d'environnement; comportant par exemple mais non limitativement la température de l'air ambiant autour de la piscine. Le système de chauffage comporte également dans cet exemple de réalisation des moyens d'analyse de variation de la température de la piscine en fonction du temps. Dans un mode particulier de pilotage, lorsque la vitesse de montée en température, mesurée sur une durée prédéterminée, par exemple quelques heures, est inférieure à un seuil prédéterminé, la pompe à chaleur change de mode de fonctionnement pour le mode immédiatement supérieur en termes de vitesse du compresseur. Mode de fonctionnement Ainsi qu'il a été dit plus haut, dans le présent exemple de réalisation, le système 30 comporte notamment trois modes correspondant à des consignes suivantes : M1 - minimisation de la consommation énergétique et du niveau de bruit, M2 - pilotage intermédiaire, M3 - chauffage rapide. 35 La figure 4 illustre, dans un exemple purement fictif donné ici à titre d'exemple, l'évolution de la température de l'eau d'un bassin (en axe des ordonnées) de piscine au cours du temps (en axe des abscisses), lors de l'utilisation du mode M1, de fonctionnement de type "minimisation de la consommation énergétique et du niveau de bruit". On suppose, pour les besoins de cet exemple, que la température de consigne Tc de l'eau demandée par l'utilisateur est de 28°C. Ceci correspond à la ligne 400 sur la figure. Le procédé utilise ici plusieurs seuils de température qui déterminent le choix des vitesses de fonctionnement du compresseur dans ce mode M1: - un seuil supérieur proche T1= Tc + MT, ici fixé à 28.5°C, c'est-à-dire 0.5°C au dessus de la température de consigne (mais tout autre écart de température A1T est également utilisable). Cette température T1 correspond à la ligne 401 sur la figure 4. - un seuil supérieur lointain T2= Tc + UT, ici fixé à 30°C, c'est-à-dire 2°C au dessus de la température de consigne (tout autre écart de température MT étant également utilisable). Cette température T2 correspond à la ligne 402 sur la figure 4. - un seuil inférieur proche T3= Tc - A3T, ici fixé à 27.5°C, c'est-à-dire 0.5°C au dessous de la température de consigne (mais ici encore tout autre écart de température MT est également utilisable). Cette température T3 correspond à la ligne 403 sur la figure 4. - un seuil inférieur intermédiaire T4= Tc - MT, ici fixé à 26.5°C, c'est-à-dire 1.5°C au dessous de la température de consigne (tout autre écart de température MT étant également utilisable). Cette température T4 correspond à la ligne 404 sur la figure 4, - un seuil inférieur lointain T5= Tc - A5T, ici fixé à 26°C, c'est-à-dire 2°C au dessus de la température de consigne (tout autre écart de température A5T étant également utilisable). Cette température T5 correspond à la ligne 405 sur la figure 4. Certains de ces seuils peuvent éventuellement être confondus. Le procédé définit, pour un triplet (franchissement d'une température seuil, sens de franchissement de ce seuil, vitesse antérieure du compresseur) donné, la vitesse suivante du compresseur.

Comme on le voit alors sur cette figure 4, on suppose que la température T initiale du bassin est d'environ 24°C (point 410), en début de mise en oeuvre du mode M1. Dans cette situation, lors de la commande de mise en marche du mode M1 par l'utilisateur, la température T étant inférieure au seuil inférieur lointain T5 (ici 26°C), le procédé commande la mise en marche du compresseur à vitesse intermédiaire V2 (ici 75% de la vitesse maximale) de manière à atteindre rapidement mais avec un bruit limité une température considérée comme suffisamment proche de la valeur de consigne. Cette vitesse V2 reste appliquée tant que la température de l'eau T reste inférieure au seuil inférieur intermédiaire T4 (ici 26.5°C).

Puis, lorsque la température atteint cette valeur T4 (point 411 sur la courbe de température), le procédé commande la mise en marche du compresseur à vitesse faible V3 (ici 30% de la vitesse maximale). Cette vitesse faible V3 reste appliquée tant que la température de l'eau T reste inférieure au seuil supérieur proche T1 (ici 28.5°C). A cet instant (point 412 sur la courbe), le compresseur est arrêté, et la température descend normalement progressivement (si la température extérieure est inférieure à 28.5°C). Lorsque cette température passe (point 413) en dessous du seuil inférieur proche T3 (ici 27.5°C), le compresseur est remis en marché à vitesse faible V3, qui doit faire remonter progressivement la température vers le seuil supérieur proche T1, qui commanderait à nouveau l'arrêt du compresseur. En fonctionnement "normal" dans la journée, la température de l'eau va évoluer entre les valeurs de seuil inférieur proche T3 et de seuil supérieur proche T1, le compresseur étant alternativement arrêté et mis en vitesse faible V3 pour maintenir une température comprise entre ces valeurs considérées T1, T3 comme suffisamment proches de la valeur de consigne. Les étapes de pilotage décrites plus haut correspondent au fonctionnement "normal" du compresseur dans ce mode M1 de minimisation de la consommation énergétique et du niveau de bruit.

Cas d'une excursion en température vers le bas Si, lors de cette phase de vitesse faible V3 (après le point 413), la température vient à redescendre (point 415) en dessous de la température de seuil inférieur lointain T5 (ici 26°C), le compresseur passe en vitesse intermédiaire V2, ce qui a pour effet de faire remonter la température. Ici encore, cette vitesse V2 reste appliquée tant que la température de l'eau T reste inférieure au seuil inférieur intermédiaire T4 (ici 26.5°C). A nouveau, lorsque la température atteint cette valeur T4 (point 415 sur la courbe de température), le procédé commande le passage du compresseur à vitesse faible V3. Cette vitesse faible V3 reste appliquée tant que la température de l'eau T reste inférieure au seuil supérieur proche T1 (ici 28.5°C). A cet instant (point 416 sur la courbe), le compresseur est arrêté.

Cas d'une excursion en température vers le haut S'il survient alors, après passage à ce point 416, et tandis que le compresseur est arrêté, que la température de l'eau du bassin continue à monter (cas de fonctionnement anormal, par exemple lié à une température extérieure nettement supérieure à 30°C dans le présent exemple), lorsque cette température atteint le seuil supérieur lointain T2 (point 417), le compresseur est mis en marche en mode refroidissement en vitesse maximale V1, jusqu'à ce que la température de l'eau redescende en dessous de la valeur de seuil supérieur proche T1 (point 418). Le fonctionnement du mode M1 rejoint alors son cycle "normal", avec le passage du compresseur en vitesse nulle. Les points 419, 420 correspondent alors à des situations analogues aux points 413, 414 cités précédemment, avec des commandes du compresseur identiques dans ces conditions.

La figure 5 illustre de façon analogue, dans un exemple purement fictif donné ici à titre d'exemple, l'évolution de la température de l'eau d'un bassin (en axe des ordonnées) de piscine au cours du temps (en axe des abscisses), lors de l'utilisation du mode M2, de fonctionnement de type "pilotage intermédiaire".

On suppose ici encore, pour les besoins de cet exemple, que la température de consigne Tc de l'eau demandée par l'utilisateur est de 28°C. Ceci correspond à la ligne 500 sur la figure 5. Le procédé utilise ici plusieurs seuils de température qui déterminent le choix des vitesses de fonctionnement du compresseur dans ce mode M2: - un seuil supérieur proche T1'= Tc + MT', ici fixé à 28.5°C, c'est-à-dire 0.5°C au dessus de la température de consigne (mais tout autre écart de température A1T' est également utilisable). Cette température Ti' correspond à la ligne 501 sur la figure 5. - un seuil supérieur lointain T2'= Tc + A2T', ici fixé à 30°C, c'est-à-dire 2°C au dessus de la température de consigne (tout autre écart de température A2T1 étant également utilisable). Cette température T2' correspond à la ligne 502 sur la figure 5. - un seuil inférieur proche T3'= Tc - A3T, ici fixé à 27.5°C, c'est-à-dire 0.5°C au dessous de la température de consigne (mais ici encore tout autre écart de température A3T est également utilisable). Cette température T3' correspond à la ligne 503 sur la figure 5. - un premier seuil inférieur intermédiaire T4'= T - A4T', ici fixé à 27°C, c'est-à- dire 1°C en dessous de la température de consigne (tout autre écart de température A4T étant également utilisable). Cette température T4' correspond à la ligne 504 sur la figure 5, - un second seuil inférieur intermédiaire T5'= Tc - A5T', ici fixé à 26.5°C, c'est- à-dire 1.5°C en dessous de la température de consigne (tout autre écart de température A519 étant également utilisable). Cette température T5' correspond à la ligne 505 sur la figure 5, - un troisième seuil inférieur intermédiaire T6'= Tc - A6T', ici fixé à 26°C, c'est-à-dire 2°C en dessous de la température de consigne (tout autre écart de température A6T. étant également utilisable). Cette température T6' correspond à la ligne 506 sur la figure 5, - un seuil inférieur lointain T7'= Tc - A7T, ici fixé à 25°C, c'est-à-dire 3°C en dessous de la température de consigne (tout autre écart de température A7T1 étant également utilisable). Cette température T7' correspond à la ligne 507 sur la figure 5, Ici encore, certains de ces seuils peuvent éventuellement être confondus. Le procédé définit, pour un triplet (franchissement d'une température seuil, sens de franchissement de ce seuil, vitesse antérieure du compresseur) donné, la vitesse suivante du compresseur.

Comme on le voit alors sur cette figure 5, on suppose que la température T initiale du bassin est d'environ 24°C (point 510), en début de mise en oeuvre du mode M2. Dans cette situation, lors de la commande de mise en marche du mode M2 par l'utilisateur, et la température T étant inférieure au seuil inférieur lointain T5 (ici 26°C), le procédé commande la mise en marche du compresseur à vitesse maximale V1 (ici 100% de la vitesse maximale) de manière à atteindre la température de consigne le plus rapidement possible. Cette vitesse V1 reste appliquée tant que la température de l'eau T reste inférieure au seuil supérieur proche T1' (ici 28.5°C). Puis, lorsque la température atteint cette valeur T1' (point 511 sur la courbe de température), le procédé commande la mise en arrêt du compresseur. Cette vitesse nulle reste appliquée tant que la température de l'eau T reste supérieure au seuil inférieur proche T3' (ici 27.5°C). A cet instant (point 512 sur la courbe), le compresseur est remis en marche en vitesse faible V3, qui doit faire remonter progressivement la température vers le seuil supérieur proche Ti', qui commanderait à nouveau l'arrêt du compresseur. En fonctionnement "normal" dans la journée, la température de l'eau va évoluer entre les valeurs de seuil inférieur proche T3' et de seuil supérieur proche T1', le compresseur étant alternativement arrêté et mis en vitesse faible V3 pour maintenir une température comprise entre ces valeurs considérées T1', T3' comme suffisamment proches de la valeur de consigne (un demi degré de part et d'autre).

Les étapes de pilotage décrites plus haut correspondent au fonctionnement "normal" du compresseur dans ce mode M2 de "pilotage intermédiaire". Cas d'une excursion en température vers le bas Si, lors de cette phase de vitesse faible V3, la température vient à redescendre (point 513) en dessous de la température de second seuil inférieur intermédiaire T5' (ici 26.5°C), le compresseur passe en vitesse intermédiaire V2 (75% de la vitesse maximale), ce qui a pour effet de faire remonter la température. Cette vitesse V2 reste appliquée tant que la température de l'eau T reste inférieure au premier seuil inférieur intermédiaire T4' (ici 27°C).

Lorsque la température atteint cette valeur T4' (point 514 sur la courbe de température), le procédé commande le passage du compresseur à vitesse faible V3. Cette vitesse faible V3 reste appliquée tant que la température de l'eau T reste inférieure au seuil supérieur proche T1' (ici 28.5°C). A cet instant (point 515 sur la courbe), le compresseur est arrêté.

Cas d'une excursion en température vers le haut Comme dans le mode Ml, s'il survient alors, après passage à ce point 515, et tandis que le compresseur est arrêté, que la température de l'eau du bassin continue à monter, lorsque cette température atteint le seuil supérieur lointain T2' (point 516), le 25 compresseur est mis en marche en mode refroidissement en vitesse maximale V1, jusqu'à ce que la température de l'eau redescende en dessous de la valeur de seuil supérieur proche T1' (point 517). Le fonctionnement du mode M2 rejoint alors son cycle "normal", avec le passage du compresseur en vitesse nulle. Les points 518, 519 correspondent alors à des situations analogues aux points 30 512, 513 cités précédemment, avec des commandes du compresseur identiques dans ces conditions. Si la température passe en dessous (point 520) de la valeur de seuil inférieur lointain T7' (ici 25°C), le compresseur passe en vitesse de chauffage maximal V1. Il reste dans cet état tant que la température reste inférieure au troisième seuil inférieur 35 intermédiaire T6' (ici 26°C). La vitesse du compresseur est alors (point 521) ramenée à la vitesse intermédiaire V2 (75% de la vitesse maximale). Elle reste à cette valeur V2 jusqu'au franchissement (point 522) de la température de second seuil inférieur intermédiaire T4' (ici 27°C). Ce point 522 est caractérisé par des conditions d'entrée identiques à celles du point 514, et la commande du compresseur y est donc identique (passage en vitesse faible V3). Le point 523 est alors équivalent au point 515 décrit plus haut. La figure 6 illustre, dans un exemple purement fictif donné ici à titre d'exemple, l'évolution de la température de l'eau d'un bassin (en axe des ordonnées) de piscine au cours du temps (en axe des abscisses), lors de l'utilisation du mode M3, de fonctionnement de type "chauffage rapide". On suppose, pour les besoins de cet exemple, que la température de consigne Tc de l'eau demandée par l'utilisateur est de 28°C. Ceci correspond à la ligne 600 sur la figure. Le procédé utilise ici plusieurs seuils de température qui déterminent le choix des vitesses de fonctionnement du compresseur dans ce mode M3: - un seuil supérieur proche T1"= Tc + MT", ici fixé à 28.5°C, c'est-à-dire 0.5°C au dessus de la température de consigne (mais tout autre écart de température MT" est également utilisable). Cette température T1" correspond à la ligne 601 sur la figure 6. - un seuil supérieur lointain T2"= Tc + UT", ici fixé à 30°C, c'est-à-dire 2°C au dessus de la température de consigne (tout autre écart de température A2T" étant également utilisable). Cette température T2" correspond à la ligne 602 sur la figure 6. - un seuil inférieur proche T3"= Tc - A3T", ici fixé à 27.5°C, c'est-à-dire 0.5°C au dessous de la température de consigne (mais ici encore tout autre écart de température A3T" est également utilisable). Cette température T3" correspond à la ligne 603 sur la figure 6. Certains de ces seuils peuvent éventuellement être confondus. Le procédé définit, pour un triplet (franchissement d'une température seuil, sens de franchissement de ce seuil, vitesse antérieure du compresseur) donné, la vitesse suivante du compresseur. Comme on le voit alors sur cette figure 6, on suppose que la température T initiale du bassin est d'environ 24°C (point 610), en début de mise en oeuvre du mode Ml. Dans cette situation, lors de la commande de mise en marche du mode M3 par l'utilisateur, la température T étant inférieure au seuil inférieur proche T3" (ici 27.5°C), le procédé commande la mise en marche du compresseur à vitesse maximale V1 de manière à atteindre le plus rapidement possible la valeur de température de consigne. Cette vitesse V1 reste appliquée tant que la température de l'eau T reste inférieure au seuil supérieur proche T1" (ici 28.5°C). Puis, lorsque la température atteint cette valeur T1" (point 611 sur la courbe de température), le procédé commande l'arrêt du compresseur. Cet arrêt du compresseur reste appliqué tant que la température de l'eau T reste supérieure au seuil inférieur proche T3" (ici 27.5°C). A cet instant (point 612 sur la courbe), le compresseur est remis en marche à vitesse maximale V1, et la température remonte vers la température de seuil supérieur 10 proche T1" (point 613). En fonctionnement "normal" dans la journée, la température de l'eau va évoluer entre les valeurs de seuil inférieur proche T3" et de seuil supérieur proche T1", le compresseur étant alternativement arrêté et mis en vitesse faible pour maintenir une température comprise entre ces valeurs considérées comme suffisamment proches de 15 la valeur de consigne. Cas d'une excursion en température vers le haut S'il survient alors, après passage à ce point 613, et tandis que le compresseur est arrêté, que la température de l'eau du bassin continue à monter, lorsque cette 20 température atteint le seuil supérieur lointain T2" (point 614), le compresseur est mis en marche en mode refroidissement en vitesse maximale V1, jusqu'à ce que la température de l'eau redescende en dessous de la valeur de seuil supérieur proche T1" (point 615). Le fonctionnement du mode M1 rejoint alors son cycle "normal", avec le passage du compresseur en vitesse nulle.

25 Ces lois de pilotage des divers modes évoqués sont ici données à titre d'exemple. Elles peuvent naturellement être remplacées ou complétées par d'autres lois de pilotage, par exemple selon un comportement antérieur observé, ou selon des données de capteurs extérieurs.

30 Variantes Dans une variante de réalisation, la pompe de circulation présente une vitesse de fonctionnement variable, pilotée par la pompe à chaleur, selon une demande de débit calculée en fonction du mode de fonctionnement de ladite pompe à chaleur. Il est également possible de forcer la mise en marche de la pompe de circulation par la 35 pompe à chaleur, notamment en réponse à une consigne de montée la plus rapide possible en température.

Claims

REVENDICATIONS1. Système de chauffage de piscine, caractérisé en ce qu'il comporte une pompe à chaleur et des moyens de piloter le compresseur de ladite pompe à chaleur selon au moins deux niveaux de puissance non nulle, en fonction d'un ensemble prédéterminé de consignes et / ou de paramètres d'environnement, notamment en fonction d'un triplet : vitesse de montée en température / coefficient de performance / bruit, choisi par un utilisateur de ladite pompe, parmi un ensemble prédéterminé de tels triplets.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un des niveaux de puissance de fonctionnement est voisin du niveau de puissance, c'est à dire la vitesse du compresseur, maximisant le coefficient de performance de la pompe à chaleur.
3. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'un des niveaux de puissance est voisin du niveau de puissance maximale de la pompe à chaleur, c'est à dire de la vitesse maximale du compresseur.
4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'un des niveaux de puissance est une valeur intermédiaire entre le niveau de puissance maximisant le coefficient de performance de la pompe à chaleur, et le niveau de puissance maximale de la pompe à chaleur.
5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte trois niveaux de puissance, le premier niveau étant compris entre 20 et 55% de la vitesse du compresseur, le second niveau étant compris entre 55 et 85% de la vitesse du compresseur, et le troisième niveau étant compris entre 85 et 100% de la vitesse du compresseur.
6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte également des moyens de mesure de la température de l'air autour de la piscine, des moyens de mesure de la température de l'eau, des moyens de mesure du temps, et des moyens de calcul d'une vitesse de montée en température de l'eau de la piscine.
7. Procédé de pilotage d'un système de chauffage de piscine, la piscine étantdu type comportant des moyens de forcer une circulation de l'eau, le système comportant une pompe à chaleur alimentée par ladite pompe de circulation, le procédé comportant l'envoi au compresseur de ladite pompe à chaleur de consignes de puissance selon au moins deux niveaux de puissance non nuls, en fonction de consignes prédéterminées et / ou de mesures de paramètres d'environnement, notamment en fonction d'un triplet : vitesse de montée en température / coefficient de performance / bruit, choisi par un utilisateur de ladite pompe parmi un ensemble prédéterminé de tels triplets.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'un des niveaux de puissance de fonctionnement est voisin du niveau de puissance, c'est à dire de la vitesse du compresseur, maximisant le coefficient de performance de la pompe à chaleur.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 8, caractérisé en ce que l'un des niveaux de puissance est voisin du niveau de puissance maximale de la pompe à chaleur, c'est à dire de la vitesse maximale du compresseur.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'un des niveaux de puissance est une valeur intermédiaire entre le niveau de puissance maximisant le coefficient de performance de la pompe à chaleur, et le niveau de puissance maximale de la pompe à chaleur.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte trois niveaux de puissance, le premier niveau étant compris entre 25 et 60% de la vitesse du compresseur, le second niveau étant compris entre 60 et 90% de la vitesse du compresseur, et le troisième niveau étant compris entre 90 et 100% de la vitesse du compresseur.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que les paramètres d'environnement comprennent le temps de fonctionnement d'une pompe de circulation de l'eau générant le flux d'eau à réchauffer au sein de la pompe à chaleur.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que les paramètres d'environnement comprennent également la température del'air autour de la piscine, des moyens de mesure de la température de l'eau, des moyens de mesure du temps, et des moyens de calcul d'une vitesse de montée en température de l'eau de la piscine.
14. Kit de modification d'un système de chauffage de l'eau d'une piscine, ledit kit comprenant des instructions pour remplacer une pompe à chaleur de type non à inverter par une pompe à chaleur à inverter et un dispositif de pilotage de la vitesse du compresseur selon au moins deux niveaux de puissance non nuls, notamment en fonction d'un triplet : vitesse de montée en température / coefficient de performance / bruit, choisi par un utilisateur de ladite pompe à chaleur parmi un ensemble prédéterminé de tels triplets.