FR3047301A1 - Dispositif d’optimisation des performances d’une installation de chauffage par pompe a chaleur par l’adjonction d’une pompe a chaleur auxiliaire captant l’energie thermique dans un milieu rechargeable - Google Patents

Dispositif d’optimisation des performances d’une installation de chauffage par pompe a chaleur par l’adjonction d’une pompe a chaleur auxiliaire captant l’energie thermique dans un milieu rechargeable Download PDF

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Abstract

La présente invention a pour objet d'optimiser sensiblement les performances d'une installation de chauffage par pompe à chaleur air/eau (PAC) en période hivernale et lorsque la température extérieure devient basse, en ajoutant sur le circuit de chauffage de la pompe à chaleur air/eau (PAC) une pompe à chaleur auxiliaire (PACAUX) qui prélève les calories nécessaires au chauffage de l'habitation dans l'air du local du sous-sol de l'habitation. L'air du local du sous-sol de l'habitation bénéficie d'une recharge géothermique naturelle qui compense ces prélèvements thermiques. Ce local du sous-sol bénéficie donc d'un potentiel thermique et énergétique plus important que l'air extérieur plus froid durant la période hivernale. La présente invention autorise un fonctionnement de la pompe à chaleur auxiliaire (PACAUX) tout en évitant le démarrage de l'unité extérieure (UE) de la pompe à chaleur principale (PAC). La présente invention permet ainsi de supprimer les phases de dégivrage habituellement rencontrées et d'augmenter le coefficient de performance globale de l'installation de chauffage thermodynamique (COP).

Description

DISPOSITIF D’OPTIMISATION DES PERFORMANCES D’UNE INSTALLATION DE CHAUFFAGE PAR POMPE A CHALEUR PAR L’ADJONCTION D’UNE POMPE A CHALEUR AUXILIAIRE CAPTANT L’ENERGIE THERMIQUE DANS UN MILIEU RECHARGEABLE
En période hivernale, une installation de chauffage constituée d’une pompe à chaleur (PAC) aérothermique Air/Eau capte la chaleur de l’air extérieur et la transmet par l’intermédiaire du module hydraulique de la PAC, au réseau de chauffage, par exemple un plancher chauffant, des radiateurs basse température ou des ventilo-convecteurs.
Une pompe à chaleur aérothermique Air/Eau (PAC) présente toutefois une diminution évidente de ses performances en période hivernale et lorsque les températures extérieures deviennent basses.
Cet état de fait en généralement compensé par l’association à un chauffage central d’appoint qui a pour mission de prendre le relais en cas de grand froid.
Cet état de fait peut également être compensé par la mise en fonctionnement de résistances électriques d’appoint internes à la pompe à chaleur (PAC).
Le rendement et l’efficacité d’une pompe à chaleur Air/Eau (PAC) en période hivernale sont diminués en partie par la réalisation périodique de cycles de dégivrage sur l’unité extérieure (UE). La baisse de rendement et de l’efficacité de ce type de pompe à chaleur avec un air extérieur (AE) de plus en plus froid est également un fait aggravant important, la part d’énergie renouvelable disponible dans cet air étant par définition de plus en plus faible dans un air extérieur (AE) de plus en plus froid.
Le dégivrage automatique de l’unité extérieure (UE) d’une pompe à chaleur Air/Eau (PAC) est un processus coûteux en énergie électrique. En effet une partie de l’énergie thermique transférée préalablement dans l’habitation (par l’intermédiaire par exemple d’un plancher chauffant) est renvoyée vers l’unité extérieure (UE) afin de procéder au dégivrage de la glace formée sur l’évaporateur de la pompe à chaleur (PAC).
Pour pallier ces inconvénients, et notamment éviter le dégivrage de l’unité extérieure (UE) d’une pompe à chaleur (PAC) comme précisée dans la suite du présent document, l’auteur de la présente invention a imaginé un fonctionnement permettant d’exploiter les calories naturellement présentes dans l’air d’un local de sous-sol enterré (SSOL), d’une maison par exemple, pour les transférer au local d’habitation (HAB) via le réseau de chauffage. L’objectif de cette invention étant d’optimiser le fonctionnement et les performances globales de l’installation de chauffage en période active hivernale.
La caractéristique intéressante de l’air présent dans un local de sous-sol (SSOL) enterré et clos est qu’il bénéficie avantageusement d’une recharge thermique « gratuite >> liée au transfert thermique naturel du sol environnant (SOL). Ce transfert thermique est du au phénomène de conduction thermique et de rayonnement des murs et de son sol le constituant, ces derniers étant en contact permanent avec le terrain environnant et donc soumis au transfert de chaleur géothermique.
Cette propriété de transfert et de recharge thermique est utilisée pour optimiser le fonctionnement et les performances globales de l’installation de chauffage utilisant cette invention en période active hivernale.
La présente invention permet ainsi de supprimer les phases de dégivrage habituellement rencontrées et d’augmenter le coefficient de performance globale de l’installation de chauffage thermodynamique (COP) ainsi constituée.
Ainsi, pour apporter un élément nouveau et efficace, améliorant les performances des installations communément appliquées en matière de pompe à chaleur l’auteur de la présente invention a imaginé qu’une seconde pompe à chaleur Air/Eau dite « auxiliaire >> (PACAUX) soit placée dans le local du sous-sol (SSOL) enterré et clos et qu’elle y capte les calories nécessaires au chauffage du local d’habitation (HAB).
Lorsque le dispositif lié à l’invention est activé, que les températures extérieures diminuent et feraient apparaître les premières phases de dégivrage sur l’unité extérieure (UE) de la pompe à chaleur (PAC), l’unité extérieure (UE) de cette dernière n’est pas activée en cas de demande de chauffage et c’est la pompe à chaleur Air/Eau dite « auxiliaire >> (PACAUX) qui prend le relais pour le chauffage du local d’habitation (HAB). Cette pompe à chaleur dite « auxiliaire >> (PACAUX) est raccordée au circuit propre de la pompe à chaleur principale (PAC) de l’habitation par un circuit hydraulique piloté par une régulation intelligente et développée dans la présente invention.
Si l’apport d’un élément nouveau dans une installation destinée à prélever les calories de l’environnement naturel que représente un local de sous-sol (SSOL) enterré et clos n’est pas en lui-même novateur, aucun des procédés jusqu’ici imaginés ou mis en oeuvre ne fait recours à une régulation comme décrite dans la présente invention.
La présente invention consiste en un dispositif permettant d’améliorer sensiblement les performances d’un circuit de chauffage recourant de base à une pompe à chaleur principale de type Air/Eau (PAC), par la mise en fonctionnement d’une pompe à chaleur dite « auxiliaire >> (PACAUX) également de type Air/Eau et qui prendra le relais sur la pompe à chaleur principale (PAC) dont le rôle est de produire de l’eau chaude pour le circuit de chauffage, représenté par exemple par un plancher chauffant.
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le dispositif de la présente invention fait préférablement appel pour son meilleur fonctionnement aux éléments suivants coopérant dans un même circuit, pour améliorer le rendement et l’efficacité globale d’une installation de chauffage utilisant une pompe à chaleur principale de type Air/Eau (PAC) malgré la baisse des températures extérieures en période hivernale et en comparaison de la même installation de chauffage exempte du dispositif de la présente invention : - Un élément pour augmenter lorsque nécessaire, la température de l’eau circulant dans le circuit de chauffage de l’habitation, et constitué par une pompe à chaleur thermodynamique dite « auxiliaire >>, de type Air/Eau (PAC) et de préférence «monobloc». Cette pompe à chaleur «auxiliaire» (PACAUX), couramment utilisée par exemple pour le chauffage de piscine a pour mission ici de relever la température de l’eau du circuit de chauffage de l’habitation pour la rendre suffisante et compatible avec le fonctionnement du dispositif de la présente invention. La consigne de ladite pompe à chaleur « auxiliaire » (PACAUX) peut être réglée par exemple à une température située dans une fourchette de +20^0 et +60 °C, par exemple un réchauffement de l’eau sollicité à +35°C. La puissance électrique de la pompe à chaleur auxiliaire (PACAUX) pourra être choisie inférieure à celle de la pompe à chaleur principale (PAC).
Cette pompe à chaleur « auxiliaire » (PACAUX) est installée préférentiellement et pour un rendement maximum de l’installation de chauffage : o dans un local de sous-sol (SSOL) complètement enterré afin de disposer d’un maximum d’énergie d’origine géothermique nécessaire à la recharge thermique de l’air. Un local de sous-sol (SSOL) partiellement enterré étant par définition moins efficace de ce point de vue, o dans un local de sous-sol (SSOL) fermé et clos afin d’éviter les rentrées d’air froid durant la période hivernale, ces dernières pouvant gêner l’efficacité du dispositif de l’invention, o en hauteur proche du plafond du local de sous-sol afin que l’évaporateur la constituant puise l’air chaud naturellement présent dans les strates d’air les plus hautes de ce volume. Dans cette configuration, la pompe à chaleur auxiliaire (PACAUX) est fixée en l’air sur une chaise de maintien, o dans un local de sous-sol (SSOL) disposant d’une porte d’accès avec l’extérieur et qui dispose elle-même d’une isolation thermique correcte avec l’extérieur, o dans un sous-sol dont le plafond dispose d’une isolation thermique correcte avec l’étage supérieur (rez-de-chaussée) représentant l’espace à chauffer. - Un élément assurant la circulation de l’eau dans le circuit du dispositif et désigné ci-après par le terme « circulateur » (CR). Ce circulateur (CR) est intégré d’origine dans l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale « air/eau » (PAC). Le circulateur (CR) d’origine assure donc la circulation de l’eau du circuit de chauffage dans deux circuits hydrauliques spécifiques « court » et « long » et décrits ci-après. Le circulateur (CR) est animé électriquement et mis en route dans une situation précise de demande de chauffage et traduite par un signal émanant de l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale « air/eau » (PAC) et/ou d’un thermostat d’ambiance (TH3) placé dans le local de l’habitation (HAB) à chauffer lui-même raccordé à l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale « air/eau » (PAC). L’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale « air/eau » (PAC) ne nécessite aucune modification interne ou aucune adaptation interne. Le dispositif de la présente invention est raccordé sur le circuit hydraulique du circuit de chauffage de l’habitation. - Un élément de réseau de tuyauteries comprenant un ensemble de vannes électriques, comme par exemple des électrovannes, qui sont pilotées par une régulation propre à la présente invention et qui permettent d’orienter l’eau du circuit de chauffage de l’habitation dans l’un des deux circuits hydrauliques fermés suivants : o Un circuit hydraulique, dénommé «circuit court». Ce circuit hydraulique « court » permet la circulation de l’eau du circuit de chauffage au travers des éléments constitutifs suivants :
Le réseau de chauffage de l’habitation représenté par exemple par le plancher chauffant de l’habitation,
Une vanne électrique (V1) représentée par exemple par une électrovanne normalement ouverte.
Et le module hydraulique de l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale « air/eau » (PAC). o Un circuit hydraulique, dénommé « circuit long ». Ce circuit hydraulique « long » permet la circulation de l’eau du circuit de chauffage au travers des éléments constitutifs suivants :
Le réseau de chauffage de l’habitation représenté par exemple par le plancher chauffant de l’habitation,
Une vanne électrique (V2) représentée par exemple par une électrovanne normalement fermée.
Le module hydraulique de l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale « air/eau >> (PAC).
Et la pompe à chaleur « auxiliaire >> (PACAUX). - Un élément de régulation comprenant deux thermostats (décrits ci-après) qui assurent par la commutation des vannes électriques précédemment citées (V1 et V2) et auxquelles ils sont raccordés, le cheminement de l’eau du circuit de chauffage de l’habitation (par exemple le plancher chauffant) dans le circuit « court >> ou dans le circuit « long >>. o Le premier thermostat « air extérieur >> (TH1) mesure constamment la température de l’air extérieur (par l’intermédiaire d’une sonde de température). o Le second thermostat « air sous-sol >> (TH2) mesure constamment la température de l’air du local du sous-sol (par l’intermédiaire d’une sonde de température).
Le circuit « court >> est activé par l’intermédiaire des vannes électriques citées précédemment lorsque la température de l’air extérieur mesurée par le thermostat « air extérieur >> (TH1) est supérieure à la consigne réglée (par exemple +3°C) sur ce thermostat, ou que la température de l’air du local du sous-sol mesurée par le thermostat « air sous-sol >> (TH2) est inférieure à la consigne réglée (par exemple +7°C) sur ce thermostat.
Le circuit « long >> est activé par l’intermédiaire des vannes électriques citées précédemment lorsque la température de l’air extérieur mesurée par le thermostat « air extérieur >> (TH1) est inférieure à la consigne réglée (par exemple +3°C) sur ce thermostat, et que la température de l’air du sous-sol mesurée par le thermostat « air sous-sol >> (TH2) est supérieure à la consigne réglée (par exemple +7°C) sur ce thermostat.
Le dispositif d’optimisation des performances d’une installation de chauffage par pompe à chaleur (PAC), par l’adjonction d’une pompe à chaleur auxiliaire (PACAUX) captant l’énergie thermique dans un milieu rechargeable, de la présente invention présente, compte tenu même de sa conception, deux circuits de fonctionnement :
Un premier circuit de fonctionnement en période hivernale douce nommé « circuit court >> lorsque la demande de chauffage du local d’habitation (HAB) est modérée, et que le niveau de température de l’air extérieur (AE) n’occasionne pas de phases de dégivrage de l’évaporateur de la pompe à chaleur principale (PAC). Durant le mode de fonctionnement normal du dispositif en période hivernale douce, c’est le circuit « court >> qui est actif.
Et un second circuit de fonctionnement en période hivernale froide nommé « circuit long >> lorsque la demande de chauffage du local d’habitation (HAB) est plus importante, et que le niveau de température de l’air extérieur (AE) occasionnerait (en l’absence du dispositif de la présente invention) des cycles de dégivrage récurrents de l’évaporateur de la pompe à chaleur principale (PAC). Durant le mode de fonctionnement normal du dispositif en période hivernale froide, c’est le circuit « long >> qui est actif.
Durant la période hivernale douce, c’est le « circuit court >> qui est activé par l’intermédiaire des deux vannes électriques (V1 et V2) citées précédemment et il est précisé que : o La valeur de la consigne de température de l’air extérieur (AE) qui est réglée sur le thermostat « air extérieur >> (TH1) est par exemple fixée à +3°C. Cette valeur de consigne est à trouver par l’utilisateur. C’est à cette température réglée que les premiers cycles de dégivrage de l’unité extérieure (UE) de la pompe à chaleur principale (PAC) font leurs apparitions en l’absence du dispositif de la présente invention. Cette valeur de consigne de la température d’air extérieur (AE) ainsi réglée sur le thermostat « air extérieur » (TH1) représente une limite basse au-dessus de laquelle, c’est le circuit « court >> qui est activé. o La valeur de la consigne de la température d’eau pour le circuit de chauffage qui est réglée sur l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale (PAC) est par exemple fixée à +28°C. Cette valeur de consigne est à trouver par l’utilisateur. Cette température d’eau minimale ainsi réglée sur l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale (PAC) permettra d’élever, durant la période hivernale douce, la température d’air du local d’habitation (HAB) jusqu’à atteindre la valeur de la consigne réglée sur le thermostat d’ambiance (TH3) présent dans ce même local.
Durant la période hivernale douce, lorsqu’une demande de chauffage est émise par exemple par le thermostat d’ambiance du local d’habitation (TH3), l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale (PAC) met en route automatiquement son circulateur (CR). L’eau du circuit de chauffage est alors mise en circulation dans le « circuit court ». Une sonde de température interne à l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale (PAC) mesure, après quelques instants, une température d’eau de départ du circuit de chauffage (en sortie de l’unité intérieure) qui est inférieure à la valeur de la consigne de température réglée sur l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale (PAC) (+28^ dans notre exemple). Dès lors, l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale (PAC) ordonne la mise en route de l’unité extérieure (UE) pour un cycle de chauffage de l’eau du circuit jusqu’à la consigne demandée, c’est à dire +28^ dans notre exemple.
Ainsi l’eau réchauffée après son passage dans le condenseur de l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale (PAC) quitte l’unité intérieure (Ul) pour aller circuler ensuite dans le circuit de chauffage de l’habitation représenté par exemple par un plancher chauffant. Puis en sortie du circuit de chauffage (représenté par le plancher chauffant par exemple), après y avoir perdu une partie de sa charge thermique, l’eau traverse la vanne électrique (V1) avant de rejoindre l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale (PAC) pour subir une nouvelle montée en température dans le condenseur de l’unité intérieure (Ul) et un passage à travers le circulateur (CR).
Durant la période hivernale froide, c’est le « circuit long » qui est activé par l’intermédiaire des deux vannes électriques (V1 et V2) citées précédemment et il est précisé que : o La valeur de la consigne de température de l’air extérieur (AE) qui est réglée sur le thermostat « air extérieur » (TH1) est par exemple fixée à +3^. Cette valeur de consigne est à trouver par l’utilisateur. C’est à cette température réglée que les premiers cycles de dégivrage de l’unité extérieure (UE) de la pompe à chaleur principale (PAC) font leurs apparitions en l’absence du dispositif de la présente invention (ou en cas de désactivation du présent dispositif). Cette valeur de consigne de la température d’air extérieur (AE) ainsi réglée sur le thermostat « air extérieur » (TH1) représente une limite basse au-dessous de laquelle, c’est le circuit « long » qui est activé. o La valeur de la consigne de la température d’eau pour le circuit de chauffage qui est réglée sur l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale (PAC) est fixée à +28°C dans notre exemple. Cette valeur de consigne est à trouver par l’utilisateur. o La valeur de la consigne de la température d’eau qui est réglée sur la pompe à chaleur « auxiliaire >> (PACAUX) est fixée à une valeur supérieure à la consigne réglée sur l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale (PAC), par exemple +35°C. o Lorsque la température de l’air du local sous-sol mesurée par le thermostat « air sous-sol >> (TH2) devient inférieure à une consigne définie (fixée à +7°C par exemple), le circuit « long » est désactivé par l’intermédiaire des vannes électriques (V1 et V2) et c’est le circuit « court >> qui est activé pendant une durée fixée sur ce même thermostat. Ceci afin de permet une recharge géothermique naturelle du local du sous-sol de l’habitation. Cette durée passée, le circuit « long » est de nouveau activé.
Durant la période hivernale froide, lorsqu’une demande de chauffage est émise par exemple par le thermostat d’ambiance du local d’habitation (TH3), l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale (PAC) met en route automatiquement son circulateur (CR). L’eau du circuit de chauffage est alors mise en circulation dans le « circuit long ». Le détecteur de présence de débit minimum qui est interne à la pompe à chaleur « auxiliaire » (PACAUX) est alors activé, autorisant ainsi la mise en route de la pompe à chaleur « auxiliaire » (PACAUX). La pompe à chaleur « auxiliaire » (PACAUX) commence alors le chauffage de l’eau du circuit « long ». Très rapidement la température de l’eau du circuit de chauffage mesurée par la sonde de température interne à l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale (PAC) augmente et dépasse la valeur de la consigne de température réglée sur l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale (PAC), +28^ dans notre exemple. Dès que ce dépassement de température est effectif, l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale (PAC) ordonne l’arrêt immédiat (ou interdit le démarrage) de l’unité extérieure (UE) de la pompe à chaleur principale (PAC) car la consigne de température d’eau (+28^3 dans notre exemple) est dépassée. Dès lors, seule la pompe à chaleur « auxiliaire » (PACAUX) assure le chauffage de l’eau du circuit. Dans cette condition, l’unité extérieure (UE) de la pompe à chaleur principale (PAC) ne démarrera pas, évitant ainsi son fonctionnement dégradé dans un air extérieur (AE) froid. Pendant ce temps, la pompe à chaleur « auxiliaire » (PACAUX) fonctionne à contrario dans un air du local sous-sol plus chaud que l’air extérieur (AE), le coefficient de performance (COP) de l’installation de chauffage est donc largement amélioré.
Ainsi l’eau réchauffée quitte la pompe à chaleur « auxiliaire » (PACAUX) pour traverser ensuite l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale (PAC) avec un passage à travers le circulateur (CR) puis à travers le condenseur de l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale (PAC). L’eau ressort de l’unité intérieure (Ul) pour aller circuler ensuite dans le circuit de chauffage de l’habitation représenté par exemple par un plancher chauffant. Puis en sortie du circuit de chauffage (représenté par le plancher chauffant par exemple), après y avoir perdu une partie de sa charge thermique, l’eau traverse la vanne électrique (V2) avant de traverser de nouveau la pompe à chaleur « auxiliaire >> (PACAUX) pour un nouveau réchauffage et rejoindre l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale (PAC) pour subir un nouveau cycle de circulation.
La présente invention a donc pour objet d’optimiser sensiblement en période hivernale les performances d’une installation de chauffage comprenant une pompe à chaleur (PAC) et lorsque la température extérieure est basse, en rapportant sur son circuit hydraulique de chauffage la constituant, une pompe à chaleur « auxiliaire >> (PACAUX) chargée de prélever l’énergie thermique d’origine géothermique naturellement présente dans le local sous-sol (SSOL) de l’habitation.
La présente invention concerne un dispositif d’optimisation des performances d’une installation de chauffage par pompe à chaleur (PAC) comprenant, selon le mode de réalisation préféré de l’invention, les éléments actifs principaux suivants : a) Un élément annexé au dispositif pour relever si nécessaire la température du liquide du circuit et la porte à un niveau suffisant et compatible avec le fonctionnement du dispositif, constitué préférablement par une pompe à chaleur type monobloc et nommé « pompe à chaleur auxiliaire >> (PACAUX) dans le présent document. b) Un élément de réseau de tuyauteries comprenant un ensemble de vannes électriques (V1 et V2), comme par exemple des électrovannes, qui sont pilotées par une régulation propre à la présente invention et qui permettent d’orienter l’eau du circuit de chauffage de l’habitation dans l’un des deux circuits hydrauliques fermés dénommés « court » et « long » dans la présente invention. c) Un élément de régulation comprenant deux thermostats (TH1 et TH2) qui assurent par la commutation des vannes électriques (V1 et V2) et auxquelles ils sont raccordés, le cheminement de l’eau du circuit de chauffage de l’habitation (par exemple le plancher chauffant) dans le circuit « court » ou dans le circuit « long ». d) Un élément assurant la circulation de l’eau dans le circuit du dispositif et désigné ci-après par le terme « circulateur » (CR). Ce circulateur (CR) est intégré d’origine dans l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur principale « air/eau » (PAC). Le circulateur (CR) d’origine assure donc la circulation de l’eau du circuit de chauffage dans les deux circuits hydrauliques spécifiques « court » et « long ». Cet équipement assure la mobilité du liquide dans le circuit quelle que soit la période et le mode de fonctionnement soit : a. pendant la période hivernale douce pendant laquelle la pompe à chaleur « auxiliaire » (PACAUX) est inactive b. et pendant la période hivernale froide, période pendant laquelle la pompe à chaleur « auxiliaire » (PACAUX) est active. e) Les unités intérieure (Ul) et extérieure (UE) de la pompe à chaleur principale « air/eau » (PAC) et qui ne nécessitent aucune modification interne ou aucune adaptation interne. f) Le circuit de chauffage de l’habitation constitué préférablement par un circuit de chauffage par le sol.
La description suivante en regard des dessins annexés à titre d’exemples non limitatifs, permettra de comprendre comment l’invention peut être mise en pratique.
La figure 1 est un schéma de fonctionnement du dispositif de l’invention en période hivernale douce, avec comme décrit plus haut, le circuit hydraulique « court >> activé.
La figure 2 est un schéma de fonctionnement du dispositif de l’invention en période hivernale froide, avec comme décrit plus haut, le circuit hydraulique « long >> activé.

Claims (6)

  1. REVENDICATIONS
    1.- Dispositif d’optimisation des performances en période hivernale d’une installation de chauffage comprenant une pompe à chaleur de type air/eau (PAC), grâce à l’adjonction d’une pompe à chaleur dite « auxiliaire » (PACAUX) qui capte l’énergie thermique dans un milieu tempéré rechargeable, caractérisé en ce qu’il associe dans un même circuit hydraulique animé : a) Des moyens de capter l’énergie géothermique du sol, par une pompe à chaleur dite « auxiliaire » (PACAUX), préférablement de type air/eau et «monobloc», et installée dans le local fermé du sous-sol de l’habitation (SSOL), local enterré représentant ainsi un milieu tempéré rechargeable par voie géothermique. b) Des moyens de transférer l’énergie thermique produite par une pompe à chaleur dite « auxiliaire » (PACAUX) au circuit d’eau chaude de la pompe à chaleur air/eau (PAC) de l’habitation, constitués préférablement par un réseau de tuyauterie plastique c) Des moyens de gérer les fonctionnements du dispositif et de la pompe à chaleur air/eau (PAC), constitués préférablement par des thermostats de température (TH1 et TH2) qui assurent la manoeuvre des vannes électriques (V1 et V2). d) Des moyens de gérer les fonctionnements du dispositif et de la pompe à chaleur air/eau (PAC) en fonction de la température de l’air extérieur (AE), de la température du local du sous-sol (SSOL) et de la température de l’eau du circuit de chauffage de l’habitation, constitués préférablement par des sondes de température.
  2. 2, - Dispositif d’optimisation des performances en période hivernale d’une installation de chauffage comprenant une pompe à chaleur de type air/eau (PAC), grâce à l’adjonction d’une pompe à chaleur dite « auxiliaire >> (PACAUX) qui capte l’énergie thermique dans un milieu tempéré rechargeable, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’énergie géothermique, issue du sol (SOL) environnant le local du sous-sol de l’habitation (SSOL) et transmise à l’air ambiant de ce dernier, soit capturée par une pompe à chaleur dite « auxiliaire >> (PACAUX) de préférence de type air/eau et monobloc. Ladite pompe à chaleur « auxiliaire >> (PACAUX) est fixée préférentiellement en hauteur proche du plafond du local sous-sol (SSOL) afin de « baigner >> dans les couches d’air les plus chaudes, convection thermique naturelle oblige.
  3. 3, - Dispositif d’optimisation des performances en période hivernale d’une installation de chauffage comprenant une pompe à chaleur de type air/eau (PAC), grâce à l’adjonction d’une pompe à chaleur dite « auxiliaire >> (PACAUX) qui capte l’énergie thermique dans un milieu tempéré rechargeable, selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que l’air ambiant du local du sous-sol (SSOL) de l’habitation soit déchargé thermiquement par la pompe à chaleur dite « auxiliaire >> (PACAUX) et rechargé thermiquement par le sol environnant (SOL).
  4. 4, - Dispositif d’optimisation des performances en période hivernale d’une installation de chauffage comprenant une pompe à chaleur de type air/eau (PAC), grâce à l’adjonction d’une pompe à chaleur dite « auxiliaire >> (PACAUX) qui capte l’énergie thermique dans un milieu tempéré rechargeable, selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est constitué de deux circuits hydrauliques distincts, soit un circuit hydraulique de chauffage « court >> activé en période hivernale douce et un circuit hydraulique de chauffage « long >> activé en période hivernale froide.
  5. 5. - Dispositif d’optimisation des performances en période hivernale d’une installation de chauffage comprenant une pompe à chaleur de type air/eau (PAC), grâce à l’adjonction d’une pompe à chaleur dite « auxiliaire » (PACAUX) qui capte l’énergie thermique dans un milieu tempéré rechargeable, selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’eau circulant à travers le circuit de chauffage « court » en période hivernale douce traverse les éléments respectifs suivants en boucle fermée sous l’action du circulateur (CR) de l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur (PAC) : l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur (PAC), le plancher chauffant de l’habitation (ou des radiateurs basse température ou bien des ventilo-convecteurs), la vanne électrique (V1). Dans ce cas de figure, l’eau du circuit de chauffage est réchauffée par la pompe à chaleur air/eau (PAC).
  6. 6. - Dispositif d’optimisation des performances en période hivernale d’une installation de chauffage comprenant une pompe à chaleur de type air/eau (PAC), grâce à l’adjonction d’une pompe à chaleur dite « auxiliaire » (PACAUX) qui capte l’énergie thermique dans un milieu tempéré rechargeable, selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’eau circulant à travers le circuit de chauffage « long >> en période hivernale froide traverse les éléments respectifs suivants en boucle fermée sous l’action du circulateur (CR) de l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur (PAC) : l’unité intérieure (Ul) de la pompe à chaleur (PAC), le plancher chauffant de l’habitation (ou des radiateurs basse température ou bien des ventilo-convecteurs), la vanne électrique (V2), la pompe à chaleur « auxiliaire » (PACAUX). Dans ce cas de figure, l’eau du circuit de chauffage n’est réchauffée préférentiellement que par la pompe à chaleur « auxiliaire » (PACAUX).
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0003723A2 (fr) * 1978-01-31 1979-08-22 Sintab Swedinventor Ab Procédé et dispositif de chauffage par pompe à chaleur
EP1780476A1 (fr) * 2004-07-01 2007-05-02 Daikin Industries, Ltd. Dispositif d"approvisionnement en eau chaude
DE202009009479U1 (de) * 2009-07-09 2009-10-01 Weiss Klimatechnik Gmbh Klimagerät
EP2532983A2 (fr) * 2011-06-10 2012-12-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Chaudière à pompe à chaleur et procédé de commande associé
EP2642221A2 (fr) * 2012-03-21 2013-09-25 Irsap Spa Réfrigérateur
EP2667106A1 (fr) * 2012-05-22 2013-11-27 Compagnie Industrielle D'Applications Thermiques Kit et méthode de mise en oeuvre d'une installation de régulation de température pour un bâtiment
EP2827068A1 (fr) * 2013-07-19 2015-01-21 BDR Thermea Group Pompe à chaleur en cascade

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0003723A2 (fr) * 1978-01-31 1979-08-22 Sintab Swedinventor Ab Procédé et dispositif de chauffage par pompe à chaleur
EP1780476A1 (fr) * 2004-07-01 2007-05-02 Daikin Industries, Ltd. Dispositif d"approvisionnement en eau chaude
DE202009009479U1 (de) * 2009-07-09 2009-10-01 Weiss Klimatechnik Gmbh Klimagerät
EP2532983A2 (fr) * 2011-06-10 2012-12-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Chaudière à pompe à chaleur et procédé de commande associé
EP2642221A2 (fr) * 2012-03-21 2013-09-25 Irsap Spa Réfrigérateur
EP2667106A1 (fr) * 2012-05-22 2013-11-27 Compagnie Industrielle D'Applications Thermiques Kit et méthode de mise en oeuvre d'une installation de régulation de température pour un bâtiment
EP2827068A1 (fr) * 2013-07-19 2015-01-21 BDR Thermea Group Pompe à chaleur en cascade

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