FR3018902A1

FR3018902A1 - Installation de production d'eau chaude sanitaire et procede de pilotage de cette installation

Info

Publication number: FR3018902A1
Application number: FR1452260A
Authority: FR
Inventors: Mihai Radulescu; Frederic Chiodi; Cedric Teuillieres
Original assignee: Electricite de France SA
Current assignee: Electricite de France SA
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2015-09-25

Abstract

L'invention concerne une installation (1) de production d'eau chaude sanitaire d'un local comprenant un ballon de stockage d'eau chaude sanitaire (3) et une pompe à chaleur (4) pilotée par une unité centrale de pilotage (40). L'installation est remarquable en ce que la pompe à chaleur (4) est montée sur le réseau d'alimentation en eau sanitaire (11, 12) du local, ce réseau reliant l'arrivée d'eau froide du local (2) à au moins un point de soutirage d'eau sanitaire (5a, 5b, 5c), l'échange thermique s'effectuant entre le condenseur (41) de la pompe à chaleur (4) et le flux d'eau sanitaire circulant dans ce réseau d'alimentation et en ce que la pompe à chaleur (4) alimente en eau chaude ledit ballon de stockage (3).

Description

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL La présente invention concerne une installation de production d'eau chaude sanitaire d'un local comprenant un ballon de stockage d'eau chaude 5 sanitaire et une pompe à chaleur. ETAT DE L'ART 10 Le parc français des ballons électriques de production d'eau chaude sanitaire est un parc comprenant principalement des ballons à accumulation dimensionnés en fonction des besoins maximums du logement, d'où une capacité moyenne relativement élevée au regard des besoins réels. Dans les logements collectifs, le ballon d'eau chaude sanitaire, (ci-après dénommé ballon 15 d'ECS), est systématiquement installé dans un espace chauffé et dans 49 % des cas, il est installé dans une pièce à vivre équipée d'une source de chauffage, telle qu'une salle de bains, les toilettes, la cuisine ou encore le placard d'une chambre ou d'un salon. Dans les maisons individuelles, le ballon d'ECS peut être installé 20 dans un local non chauffé, tel qu'un sous-sol ou un garage. Toutefois, pour des raisons de sécurité contre le gel, il est souvent installé dans un espace chauffé. D'une façon générale, le ballon électrique d'ECS est très souvent installé dans un endroit ne présentant pas d'accès direct à l'extérieur, par exemple un placard, l'entrée d'un appartement, une salle de bains, une cuisine, 25 un débarras, un sous-sol ou une cave. Il peut être envisagé, afin de réaliser des économies d'énergie, de remplacer un chauffe-eau électrique comprenant un ballon électrique de production d'eau chaude sanitaire par un chauffe-eau thermodynamique, dans lequel le ballon d'eau chaude sanitaire est couplé à une pompe à chaleur (ci-30 après PAC), la PAC permettant un préchauffage de l'eau contenue dans le ballon. Toutefois, dans un logement collectif, ce remplacement est généralement impossible puisque le chauffe-eau thermodynamique a besoin d'une source froide pour fonctionner et que la seule source froide disponible dans les bâtiments résidentiels est l'air extérieur. Deux types de chauffe-eau thermodynamique dans lequel la source froide de la PAC est l'air extérieur sont aujourd'hui disponibles sur le marché.

Le premier type, représenté de façon schématique sur la figure 1 jointe, est dénommé "chauffe-eau thermodynamique monobloc". Sur cette figure 1, on peut voir que ce chauffe-eau comprend un ballon B et une pompe à chaleur PAC. Le ballon B est relié à une source d'alimentation en eau froide extérieure EF à sa base et, à sa partie supérieure, à la canalisation d'alimentation en eau chaude du logement EC. Une résistance électrique R placée dans le ballon permet de chauffer l'eau qui s'y trouve. La PAC additionnelle comprend de façon classique un évaporateur, un compresseur, un condenseur et un détendeur non représentés sur la figure, reliés entre eux par un circuit C de fluide frigorigène. Deux gaines G sont montées sur la PAC et permettent d'assurer la circulation d'air au niveau de l'évaporateur, de sorte que les calories récupérées permettent le réchauffement du fluide frigorigène au niveau de l'évaporateur. Au niveau du condenseur, le circuit C du fluide frigorigène est enroulé autour du ballon B entre sa paroi extérieure et une sous-couche d'isolation, de sorte que l'échange de chaleur qui s'y produit a pour effet de réchauffer l'eau contenue dans le ballon et de diminuer ainsi le recours à la résistance électrique R. Si l'emplacement initial du ballon du chauffe-eau n'est pas à proximité d'un mur donnant vers l'extérieur du bâtiment, l'installation du chauffe-eau thermodynamique est difficile puisque les deux gaines G dont le diamètre peut atteindre 20 cm doivent traverser plusieurs parois avant d'atteindre le mur extérieur. Outre le coût élevé des travaux d'installation d'un tel chauffe-eau, l'occupant du logement accepte rarement d'avoir des gaines traversant son logement, pour des raisons esthétiques.

La figure 2 jointe est un schéma représentant l'autre type de chauffe-eau thermodynamique disponible sur le marché. Il est dénommé "chauffe-eau thermodynamique split". Les mêmes éléments que ceux de la figure 1 portent les mêmes références numériques. Ce chauffe-eau diffère du précédent en ce que la PAC est 35 obligatoirement installée à l'extérieur du logement. Les calories récupérées par échange avec l'air extérieur sont transportées via le circuit C de fluide frigorigène jusqu'à la paroi extérieure du ballon B. Dans ce cas, c'est l'emplacement de cette pompe à chaleur qui est problématique, car il est très souvent interdit d'ajouter un tel élément sur la façade d'un bâtiment collectif. En outre, il y a des pertes de charge à l'intérieur du circuit de fluide frigorigène C qui dépendent de la distance entre la PAC et le ballon B. Il apparaît clairement de ce qui précède que l'obstacle majeur au développement des chauffe-eaux thermodynamiques, dans un logement existant, 10 de type individuel et à plus forte raison de type collectif, réside dans l'accessibilité à la source froide, ici l'air extérieur. De plus, à cause des possibilités limitées d'intégration d'un ballon dans un logement, on est généralement contraint d'utiliser l'emplacement initialement prévu pour le ballon électrique du chauffe-eau. 15 PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention a pour objectif de fournir une installation de 20 production d'eau chaude sanitaire dont le ballon de stockage d'eau chaude sanitaire et la pompe à chaleur se présentent sous forme de deux entités distinctes pouvant être installées dans deux localisations différentes d'un local, y compris des localisations éloignées l'une de l'autre. Un autre objectif de l'invention est de proposer une installation, 25 dans laquelle le ballon de stockage d'origine peut être conservé ou bien peut être remplacé par le ballon de la nouvelle installation, mais ce dernier étant positionné dans l'emplacement du ballon d'origine, cet emplacement pouvant être situé loin d'un mur extérieur du local recevant ladite installation. L'invention a également pour objectif de proposer une installation 30 dans laquelle la pompe à chaleur peut être positionnée à l'intérieur du local et non plus à l'extérieur comme dans les installations de chauffe-eaux sanitaires split de l'état de la technique, tout en utilisant l'air extérieur comme source froide, et en limitant ou en réduisant au maximum la longueur des gaines d'alimentation en air extérieur de ladite pompe à chaleur. 35 A cet effet, l'invention concerne une installation de production d'eau chaude sanitaire d'un local comprenant un ballon de stockage d'eau chaude sanitaire et une pompe à chaleur pilotée par une unité centrale de pilotage.

Conformément à l'invention, la pompe à chaleur est montée sur le réseau d'alimentation en eau sanitaire du local, ce réseau reliant l'arrivée d'eau froide du local à au moins un point de soutirage d'eau sanitaire, l'échange thermique s'effectuant entre le condenseur de la pompe à chaleur et le flux d'eau sanitaire circulant dans ce réseau d'alimentation et la pompe à chaleur alimente en eau chaude ledit ballon de stockage. Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention, prises seules ou en combinaison : ledit ballon de stockage d'eau chaude sanitaire est monté sur une canalisation dudit réseau d'alimentation entre l'arrivée d'eau froide du local et au moins un point de soutirage d'eau chaude sanitaire et ledit ballon de stockage est monté en parallèle de la pompe à chaleur ; l'installation comprend un détecteur d'écoulement d'eau froide, disposé sur la canalisation de distribution d'eau froide reliant l'arrivée d'eau froide du local à au moins un point de soutirage d'eau froide sanitaire, en amont du point de piquage de la canalisation inférieure reliant la partie inférieure du ballon à ladite canalisation de distribution d'eau froide et ledit détecteur d'écoulement d'eau froide est connecté à ladite unité centrale de pilotage, de façon à pouvoir lui envoyer un signal lors du soutirage d'eau froide à au moins un point de soutirage d'eau sanitaire ; elle comprend un détecteur d'écoulement d'eau chaude, disposé sur la canalisation supérieure reliant la partie supérieure du ballon à la canalisation de distribution d'eau chaude vers au moins un point de soutirage et ledit détecteur d'écoulement d'eau chaude est connecté à ladite unité centrale de pilotage, de façon à pouvoir lui envoyer un signal lors du soutirage d'eau chaude à au moins un point de soutirage d'eau sanitaire ; le ballon de stockage d'eau chaude sanitaire est équipé d'une sonde de température, dite "sonde haute", dans sa partie supérieure et d'une sonde de température, dite "sonde basse", dans sa partie inférieure, ces sondes haute et basse étant connectées à ladite unité centrale de pilotage, de façon à contrôler le fonctionnement de la pompe à chaleur, en fonction des valeurs des températures relevées par lesdites sondes haute et basse ; le ballon de stockage comprend une carte électronique ou un contrôleur, connecté aux sondes haute et basse du ballon, au détecteur d'écoulement d'eau chaude et au détecteur d'écoulement d'eau froide et cette carte électronique ou ce contrôleur pilote l'unité centrale de pilotage par une liaison filaire ou sans fil, telle qu'une onde radio ; l'installation comprend une boucle de recirculation reliant une vanne à trois voies disposée sur une canalisation de sortie de la pompe à chaleur à un point de piquage situé sur la canalisation d'entrée de la pompe à chaleur, et comprend au moins une sonde de température, de préférence deux, l'une dite "d'entrée", étant disposée sur la canalisation d'entrée de la pompe à chaleur, en amont du point de piquage, et l'autre, dite de "sortie", étant disposée sur la canalisation de sortie de la pompe à chaleur, en amont de la vanne à trois voies et ladite vanne à trois voies est pilotée par l'unité centrale de régulation, en fonction des valeurs mesurées par au moins l'une desdites deux sondes d'entrée et de sortie ; - elle comprend une pompe de mise en circulation de l'eau sanitaire entre la pompe à chaleur et le ballon de stockage d'eau chaude sanitaire ; - la pompe de mise en circulation est située entre l'entrée de la pompe à chaleur et le point de piquage de la boucle de recirculation ; - la source froide de l'évaporateur de la pompe à chaleur est de l'air ; l'air est l'air extérieur du local ; le ballon de stockage d'eau chaude sanitaire est équipé d'un moyen de production de chaleur, tel qu'une résistance électrique.

L'invention concerne également un procédé de pilotage d'une installation telle que précitée, comprenant au moins une étape selon laquelle on stoppe le fonctionnement de la pompe à chaleur lorsque simultanément la sonde haute détecte une température supérieure ou égale à une valeur de référence 02 et la sonde basse détecte une température supérieure ou égale à une valeur de référence 03, la valeur de référence 02 étant supérieure à la valeur de référence 03. Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention, prises seules ou en combinaison : on stoppe le fonctionnement de la pompe à chaleur lorsque simultanément la sonde haute détecte une température supérieure ou égale à une valeur de référence 01, et que la sonde basse détecte une température supérieure ou égale à la valeur de référence 03, la valeur de référence 01 étant supérieure à la valeur de référence 02 ; on stoppe le fonctionnement de la pompe à chaleur lorsque simultanément le détecteur d'écoulement d'eau froide détecte un soutirage d'eau froide et le détecteur d'écoulement d'eau chaude ne détecte pas de soutirage d'eau chaude ; et on stoppe en outre le fonctionnement de la pompe à chaleur si la sonde basse détecte une température supérieure ou égale à une valeur de référence 04. PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins annexés, qui en représentent, à titre indicatif mais non limitatif, un mode de réalisation possible.

Sur ces dessins : - les figures 1 et 2 sont des schémas illustrant des installations de production d'eau chaude sanitaire conformes à l'état de la technique, - la figure 3 est un schéma représentant un mode de réalisation de l'installation de production d'eau chaude sanitaire conforme à l'invention, et - la figure 4 est un organigramme du pilotage de la pompe à chaleur de l'installation conforme à l'invention.

DESCRIPTION DETAILLEE En se reportant à la figure 3, on peut voir que l'installation 1 de production d'eau chaude sanitaire conforme à l'invention comprend une arrivée d'eau froide 2 dans le local, un ballon de stockage de l'eau chaude sanitaire 3, une pompe à chaleur 4, pilotée par une unité centrale de pilotage 40, au moins un point de soutirage en eau sanitaire chaude ou froide, de préférence plusieurs 5a, 5b, 5c, et une pompe 6 permettant de faire circuler l'eau sanitaire entre la pompe à chaleur 4 et le ballon 3 et inversement. Sur la figure 3, le réseau d'alimentation en eau sanitaire du local 15 est représenté par des traits épais pour les canalisations à l'intérieur desquelles circule de l'eau chaude et par des traits fins pour les canalisations à l'intérieur desquelles circule de l'eau froide. Le réseau d'alimentation en eau sanitaire du local est raccordé à l'arrivée d'eau froide du local 2. 20 Ce réseau comprend une canalisation de distribution d'eau froide 11 qui relie l'arrivée d'eau froide 2 aux différents points de puisage 5a, 5b et 5c et ce, via des canalisations d'amenée d'eau froide respectivement 110a, 110b et 110c. Ces canalisations 110a, 110b et 110c sont raccordées sur la canalisation de distribution d'eau froide 11 au niveau de points de piquage 111a, 25 111b et 111c. Le ballon 3 est raccordé, à sa partie basse, à la canalisation de distribution d'eau froide 11, par une canalisation dite - inférieure » référencée 112, raccordée à la canalisation 11 par un point de piquage 111d. Dans l'installation, on notera que au moins l'un des points de 30 soutirage, ici par exemple le 5a, peut parfaitement être raccordé à l'arrivée d'eau froide 2 sur la canalisation 11, en un point 111a situé en amont du point de piquage 111d du ballon 3, (le terme - amont » étant pris en considération par rapport au sens de circulation de l'eau entre l'arrivée d'eau froide 2 et le point 111d). 35 L'installation de production d'eau chaude comprend également une canalisation de distribution d'eau chaude 12, raccordée aux différents points de puisage 5a, 5b, 5c par des canalisations d'amenée d'eau chaude référencées respectivement 120a, 120b et 120c. Les raccords sur la canalisation 12 s'effectuent respectivement au niveau de points de piquage 121a, 121b et 121c. Enfin, la canalisation de distribution d'eau chaude 12 est raccordée 5 à la partie supérieure du ballon 3 par une canalisation dite - supérieure » référencée 122. Le ballon 3 de stockage d'eau chaude sanitaire est une cuve isolée thernniquennent qui, de préférence, comprend un groupe de sécurité 30 installé sur la canalisation 11, en amont du point de piquage 111d, (le terme - amont » 10 étant pris en considération par rapport au sens de circulation de l'eau entre l'arrivée d'eau froide 2 et le point 111d). De façon avantageuse, le ballon 3 est équipé de deux sondes de température, à savoir une sonde 31, dite "sonde basse", car installée dans la partie inférieure du ballon 3, de préférence encore à proximité de son point le 15 plus bas, et une sonde 32, dite "sonde haute", dans sa partie supérieure. De préférence, la sonde haute 32 est à environ deux-tiers de la hauteur du ballon à partir du bas de celui-ci. A l'intérieur du ballon 3, l'eau chaude tend à monter dans la partie supérieure tandis que l'eau froide stagne dans la partie basse. Les deux sondes 31 20 et 32 permettent donc en fonction des valeurs de température qu'elles relèvent de détecter si le ballon 3 est plus ou moins rempli d'eau chaude. Les deux sondes de température 31 et 32 sont en outre connectées à la carte électronique 33 du ballon, à laquelle elles peuvent envoyer des informations concernant les valeurs des températures mesurées. 25 La pompe à chaleur 4 comprend de façon classique un condenseur 41, un détendeur 42, un évaporateur 43 et un compresseur 44, reliés entre eux par un circuit de fluide frigorigène 45. L'évaporateur 43 est un évaporateur à air qui récupère les calories de l'air extérieur au local, et qui réalise l'échange de température avec le fluide 30 frigorigène circulant dans le circuit 45. Conformément à l'invention, cette pompe à chaleur 4 est raccordée directement sur les canalisations du réseau d'alimentation en eau sanitaire du local, et plus précisément sur les canalisations de distribution d'eau froide 11 et de distribution d'eau chaude 12. Sur la figure 3, on peut voir que la 35 PAC 4 y est raccordée via une canalisation d'entrée 46 débouchant par exemple au niveau du point de piquage 111c et via une canalisation de sortie 47 débouchant par exemple au niveau du point de piquage 121c. Selon une autre variante de réalisation non représentée sur les figures, la canalisation d'entrée 46 pourrait être raccordée à la canalisation 11 en un point quelconque situé entre le point de piquage 111d et le point de piquage 111c du dernier point de soutirage de l'installation (- dernier » au sens du plus éloigné sur la canalisation 11 par rapport à l'entrée 2). De même la canalisation de sortie 47 pourrait être raccordée à la canalisation de distribution 12 en un point quelconque situé entre les points de 10 piquage 121a et 121c. Contrairement à l'état de la technique, cette pompe à chaleur 4 est donc raccordée directement sur le réseau d'alimentation en eau sanitaire déjà existant dans le local. L'échange thermique au niveau du condenseur 41 s'effectue entre le fluide frigorigène et le flux d'eau sanitaire circulant dans les 15 canalisations du réseau du local, ici l'eau arrivant via la canalisation 46, elle-même reliée via la canalisation 11 au point d'arrivée d'eau 2. L'échange thermique ne s'effectue plus entre le circuit de fluide frigorigène et la paroi extérieure du ballon 3, comme cela était le cas dans l'état de la technique représenté sur les figures 1 et 2. La pompe à chaleur 4 peut ainsi 20 être disposée aisément à une distance importante du ballon de stockage 3. Lorsque l'installation conforme à l'invention est destinée à équiper un logement ancien, ceci est particulièrement avantageux puisque le ballon de stockage 3 peut rester placé dans la position prévue à l'origine dans ce logement, tandis que la pompe à chaleur, de petit volume, est positionnée à proximité d'un 25 mur extérieur du logement, la prise d'air s'effectuant via une gaine de faible longueur raccordée directement sur le mur extérieur de ce logement. Conformément à l'invention, la pompe à chaleur est raccordée tout simplement sur les canalisations existantes les plus proches, ce qui est un grand avantage puisqu'aucune canalisation supplémentaire ne doit être installée. 30 La pompe 6 de mise en circulation de l'eau sanitaire est installée sur le réseau entre le ballon 3 et le condenseur 41 de la pompe à chaleur, de préférence sur la canalisation d'entrée 46 de la pompe à chaleur. Elle peut également être disposée sur la canalisation de sortie 47. Cette pompe 6 est avantageusement montée en aval d'un clapet anti-retour 60, par rapport au sens 35 d'écoulement de l'eau.

La canalisation 11 de distribution d'eau froide a donc deux rôles, à savoir la circulation de l'eau froide en cas de soutirage au niveau de l'un des points de soutirage 5a, 5b, 5c et l'alimentation de la pompe à chaleur 4 par de l'eau issue du ballon 3, via la canalisation inférieure 112.

Inversement, l'eau chaude produite par la pompe à chaleur 4 est dirigée vers la canalisation de distribution d'eau chaude 12, d'où elle peut alimenter les points de soutirage 5a, 5b, 5c en cas de soutirage d'eau ou, au contraire, être retournée dans le ballon de stockage 3 via la canalisation 122. Selon une variante de réalisation non représentée sur la figure 3, le ballon 3 peut également être équipé de moyens complémentaires de production d'eau chaude, par exemple une résistance électrique, pour pallier le manque de puissance de la pompe à chaleur, notamment en cas de période de grand froid. De façon avantageuse, la pompe à chaleur 4 est également équipée d'au moins une sonde de température, de préférence de deux sondes, à savoir une sonde 48 dite - d'entrée de la pompe à chaleur », installée sur la canalisation d'entrée 46 et une sonde 49 dite - de sortie de la pompe à chaleur », installée sur la canalisation 47. Ces deux sondes 48 et 49, ainsi que la pompe 6, sont connectées à l'unité centrale de pilotage 40. En fonction des températures relevées par la ou les sonde(s) 48, 49 et de la quantité de chaleur susceptible d'être produite par la pompe à chaleur en fonction de la température extérieure, l'unité 40 régule le fonctionnement de la pompe à chaleur 4 et de la pompe de circulation 6. De façon optionnelle, il est également possible de prévoir une vanne à trois voies 61 sur la canalisation de sortie 47, cette vanne à trois voies étant raccordée à une canalisation de recirculation 62, qui débouche sur la canalisation d'entrée 46 de la pompe à chaleur en un point de piquage 460, situé de préférence entre le clapet anti-retour 60 et la pompe 6. De préférence, la sonde d'entrée 48 est disposée en amont du 30 point de piquage 460 et la sonde de sortie 49 en amont de la vanne 61, le terme - amont » étant à prendre en considération par rapport au sens d'écoulement de l'eau dans les canalisations 46 et 47. Le fonctionnement de la vanne à trois voies 61 est commandé par l'unité centrale de pilotage 40, de façon que si la température détectée par la 35 sonde de sortie 49 est insuffisante à une valeur seuil, l'eau soit dirigée vers la canalisation de recirculation 62 pour effectuer un nouveau passage dans la pompe à chaleur 4. De façon avantageuse, l'installation conforme à l'invention comprend également un détecteur d'écoulement d'eau froide 7 et/ou un 5 détecteur d'écoulement d'eau chaude 8. Ce détecteur, connu sous la dénomination anglaise de "flow switch" est un dispositif équipé d'une languette placée à l'intérieur de la canalisation qu'il contrôle, de façon à donner une information sur la circulation ou l'absence de circulation de liquide dans cette canalisation. 10 Le détecteur d'écoulement d'eau froide 7 est disposé sur la canalisation 11 de distribution d'eau froide, en aval du point d'arrivée d'eau froide 2 et en amont du point de piquage 111d de la canalisation basse 112 du ballon 3, par rapport au sens d'écoulement de l'eau entre les points 2 et 111d. Le détecteur d'écoulement d'eau chaude 8 est quant à lui 15 positionné de préférence sur la canalisation supérieure 122 du ballon, à proximité du point haut de celui-ci. Toutefois, il peut également être positionné sur la canalisation 112 entre le point de piquage 111d et le ballon 3. Ces deux détecteurs 7 et 8 sont connectés à la carte électronique 33 du ballon 3. 20 Comme cela sera expliqué plus en détail ultérieurement, le détecteur d'écoulement d'eau froide 7 permet de stopper le fonctionnement de la pompe à chaleur 4 et de la pompe de mise en circulation 6, lorsque de l'eau froide est soutirée au niveau des points de soutirage 5b et 5c, afin d'éviter que de l'eau tiède sortant du ballon de stockage 3 ne soit distribuée au niveau de ces 25 points de soutirage, avant d'atteindre la pompe à chaleur 4. Le détecteur d'écoulement d'eau chaude 8 permet quant à lui de différencier un soutirage uniquement d'eau froide, cas dans lequel la pompe à chaleur 4 est coupée comme expliqué précédemment, d'un soutirage simultané d'eau chaude et d'eau froide, cas dans lequel la pompe à chaleur 4 peut 30 continuer de fonctionner. Le lien entre la carte électronique 33 du ballon et l'unité centrale de pilotage 40 peut être assuré par une liaison 9. Il peut s'agir soit d'une liaison filaire, soit d'une liaison par onde radio ou par Wi-Fi, par exemple. Le fonctionnement général de l'installation est le suivant : 35 En l'absence de soutirage d'eau sanitaire chaude ou froide, la pompe à chaleur est maintenue en fonctionnement, l'eau chaude qu'elle produit est envoyée à la partie supérieure du ballon de stockage 3, tandis que l'eau froide située à la partie basse du ballon est renvoyée vers l'entrée de la pompe à chaleur 4 pour y être réchauffée. Ce cycle est poursuivi de préférence jusqu'à ce qu'au moins la sonde haute 32 du ballon détecte que celui-ci est quasiment rempli entièrement d'eau chaude. En cas de soutirage d'eau chaude, celle-ci sera fournie directement par la pompe à chaleur 4 et, si besoin est, également par l'eau issue du ballon de stockage 3. Un exemple d'un procédé de pilotage de l'installation précitée va 10 maintenant être décrit en faisant référence à l'organigramme de la figure 4. Le procédé de pilotage comprend au moins une première étape qui consiste à vérifier si la valeur de la température mesurée par la sonde haute 32 (représentée par V32 en figure 4) est inférieure à une température de référence 02. Si tel est le cas, la pompe à chaleur 4 est maintenue en marche 15 (comme indiqué par la mention "PAC = ON" sur la figure 4). Le maintien en marche de cette pompe à chaleur a pour effet de faire chauffer l'eau accumulée dans le ballon 3. De ce fait, la température mesurée par la sonde haute 32 (V32) augmente. La pompe à chaleur est maintenue en marche tant que la valeur V32 de la sonde haute 32 est inférieure à 20 une température de référence 01, 01 étant supérieure à la valeur de référence 02. De préférence, la valeur de référence 01 est comprise entre 45°C et 65°C, de préférence égale à 54°C, et la valeur de référence 02 est comprise entre 40°C et 55°C, de préférence égale à 45°C. Lorsque la sonde haute 32 détecte que la température de l'eau du 25 ballon est supérieure ou égale à 01, et si la température détectée par la sonde basse 31 (représentée par V31 sur la figure 4) est supérieure ou égale à une valeur de référence 03, alors la pompe à chaleur est arrêtée, (comme cela apparaît sous la mention "PAC = OFF"). La valeur de référence 03 est inférieure à 02 et est de préférence 30 comprise entre 20°C et 40°C, de préférence égale à 35°C. Dans le cas où V31 est bien inférieure à 03, la pompe à chaleur 4 est maintenue en marche. Si l'on souhaite encore affiner le pilotage de l'installation, il est possible de tenir compte des paramètres relevés par les détecteurs d'écoulement 35 d'eau froide 7 et d'eau chaude 8. Sur la figure 4, la mention "D7 = 1" signifie que de l'eau traverse le détecteur 7, ce qui correspond à un soutirage d'eau froide, la mention "D8 = 1" correspond à la détection d'un soutirage d'eau chaude par le détecteur 8. Si le détecteur 7 ne détecte pas de soutirage d'eau froide, la pompe à chaleur est maintenue en marche. Si, au contraire, ce détecteur 7 détecte un soutirage d'eau, on vérifie s'il y a simultanément un soutirage d'eau chaude. Si tel est le cas, (par exemple si un utilisateur prend une douche), la pompe à chaleur 4 est maintenue en route, sinon la pompe à chaleur est arrêtée (PAC = OFF). Selon une variante de réalisation du procédé, représentée sur la figure 4, il est en outre possible de détecter dans le cas où il y a un soutirage d'eau froide ("D7 = 1") mais qu'il n'y a pas de soutirage d'eau chaude, si la valeur de température fournie par la sonde basse 31 est inférieure à une valeur de référence 04. Si tel est le cas, la pompe à chaleur 4 est maintenue en marche, sinon elle est arrêtée.

La valeur de référence 04 est comprise de préférence entre 15°C et 35°C, de préférence encore elle est égale à 20°C. Ce procédé de pilotage est avantageusement réalisé par l'unité centrale de pilotage 40.

Claims

REVENDICATIONS1. Installation (1) de production d'eau chaude sanitaire d'un local comprenant un ballon de stockage d'eau chaude sanitaire (3) et une pompe à chaleur (4) pilotée par une unité centrale de pilotage (40), caractérisée en ce que la pompe à chaleur (4) est montée sur le réseau d'alimentation en eau sanitaire (11, 12) du local, ce réseau reliant l'arrivée d'eau froide du local (2) à au moins un point de soutirage d'eau sanitaire (5a, 5b, 5c), l'échange thermique s'effectuant entre le condenseur (41) de la pompe à chaleur (4) et le flux d'eau sanitaire circulant dans ce réseau d'alimentation et en ce que la pompe à chaleur (4) alimente en eau chaude ledit ballon de stockage (3).
2. Installation (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit ballon de stockage d'eau chaude sanitaire (3) est monté sur une canalisation dudit réseau d'alimentation entre l'arrivée d'eau froide du local (2) et au moins un point de soutirage d'eau chaude sanitaire (5a, 5b, 5c) et en ce que ledit ballon de stockage (3) est monté en parallèle de la pompe à chaleur (4).
3. Installation (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un détecteur d'écoulement d'eau froide (7), disposé sur la canalisation de distribution d'eau froide (11) reliant l'arrivée d'eau froide du local (2) à au moins un point de soutirage d'eau froide sanitaire (5b, 5c), en amont du point de piquage (111d) de la canalisation inférieure (112) reliant la partie inférieure du ballon (3) à ladite canalisation (11) de distribution d'eau froide et en ce que ledit détecteur d'écoulement d'eau froide (7) est connecté à ladite unité centrale de pilotage (40), de façon à pouvoir lui envoyer un signal lors du soutirage d'eau froide à l'un au moins un point de soutirage d'eau sanitaire (5b, 5c).
4. Installation (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un détecteur d'écoulement d'eau chaude (8), disposé sur la canalisation supérieure (122) reliant la partie supérieure du ballon (3) à la canalisation (12) de distribution d'eau chaude (12) vers au moins un point de soutirage (5a, 5b, 5c) et en ce que ledit détecteur d'écoulement d'eau chaude (8) est connecté à ladite unité centrale de pilotage (40), de façon à pouvoir lui envoyer un signal lors du soutirage d'eau chaude à l'un au moins un point de soutirage d'eau sanitaire (5a, 5b, 5c).
5. Installation (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le ballon de stockage d'eau chaude sanitaire (3) est équipé d'une sonde de température (32), dite "sonde haute", dans sa partie supérieure et d'une sonde de température (31), dite "sonde basse", dans sa partie inférieure, ces sondes haute (32) et basse (31) étant connectées à ladite unité centrale de pilotage (40), de façon à contrôler le fonctionnement de la pompe à chaleur (4), en fonction des valeurs des températures relevées par lesdites sondes haute (32) et basse (31).
6. Installation selon les revendications 3, 4 et 5, caractérisée en ce que le ballon de stockage (3) comprend une carte électronique (33), ou un contrôleur connecté aux sondes haute (32) et basse (31) du ballon, au détecteur d'écoulement d'eau chaude (8) et au détecteur d'écoulement d'eau froide (7) et en ce que cette carte électronique (33) ou ce contrôleur pilote l'unité centrale de pilotage (40) par une liaison (9) filaire ou sans fil, telle qu'une onde radio.
7. Installation (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une boucle de recirculation (62) reliant une vanne à trois voies (61) disposée sur une canalisation de sortie (47) de la pompe à chaleur à un point de piquage (460) situé sur la canalisation d'entrée (46) de la pompe à chaleur, en ce qu'elle comprend au moins une sonde de température, de préférence deux, l'une (48) dite "d'entrée", étant disposée sur la canalisation d'entrée (46) de la pompe à chaleur, en amont du point de piquage (460), et l'autre (49), dite de "sortie", étant disposée sur la canalisation de sortie (47) de la pompe à chaleur, en amont de la vanne à trois voies (61) et en ce que ladite vanne à trois voies (61) est pilotée par l'unité centrale de régulation (40), en fonction des valeurs mesurées par au moins l'une desdites deux sondes d'entrée (48) et de sortie (49).
8. Installation (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une pompe (6) de mise en circulation de l'eau sanitaire entre la pompe à chaleur (4) et le ballon de stockage d'eau chaude sanitaire (3).
9. Installation (1) selon les revendications 7 et 8, caractérisée en ce que la pompe de mise en circulation (6) est située entre l'entrée de la pompe à chaleur (4) et le point de piquage (460) de la boucle de recirculation (62).
10. Installation (1) selon l'une des revendications précédentes, 35 caractérisée en ce que la source froide de l'évaporateur (43) de la pompe à chaleur (4) est de l'air.
11. Installation (1) selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'air est l'air extérieur du local.
12. Installation (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le ballon de stockage d'eau chaude sanitaire (3) est 5 équipé d'un moyen de production de chaleur, tel qu'une résistance électrique.
13. Procédé de pilotage d'une installation selon les revendications 3, 4 et 5 ou selon l'une des revendications 6 à 12 lorsqu'elles sont dépendantes des revendications 3, 4 et 5, caractérisé en ce en ce qu'il comprend au moins une étape selon laquelle on stoppe le fonctionnement de la pompe à chaleur (4) 10 lorsque simultanément la sonde haute (32) détecte une température supérieure ou égale à une valeur de référence 02 et la sonde basse (31) détecte une température supérieure ou égale à une valeur de référence 03, la valeur de référence 02 étant supérieure à la valeur de référence 03.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'on 15 stoppe le fonctionnement de la pompe à chaleur (4) lorsque simultanément la sonde haute (32) détecte une température supérieure ou égale à une valeur de référence 01, et que la sonde basse (31) détecte une température supérieure ou égale à la valeur de référence 03, la valeur de référence 01 étant supérieure à la valeur de référence 02. 20
15. Procédé selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que l'on stoppe le fonctionnement de la pompe à chaleur (4) lorsque simultanément le détecteur d'écoulement d'eau froide (7) détecte un soutirage d'eau froide et le détecteur d'écoulement d'eau chaude (8) ne détecte pas de soutirage d'eau chaude. 25
16. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'on stoppe en outre le fonctionnement de la pompe à chaleur (4) si la sonde basse (31) détecte une température supérieure ou égale à une valeur de référence 04.
17. Procédé selon l'une des revendications 13 à 16, caractérisé en 30 ce que la valeur de référence 01 est comprise entre 45°C et 65°C.
18. Procédé selon l'une des revendications 13 à 17, caractérisé en ce que la valeur de référence 02 est comprise entre 40°C et 55°C.
19. Procédé selon l'une des revendications 13 à 18, caractérisé en ce que la valeur de référence 03 est comprise entre 20°C et 40°C. 35
20. Procédé selon l'une des revendications 13 à 19, caractérisé en ce que la valeur de référence 04 est comprise entre 15°C et 35°C.