FR3085201A1 - Système de climatisation et unité de distribution d'énergie - Google Patents

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FR3085201A1
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/26—Refrigerant piping
    • F24F1/32—Refrigerant piping for connecting the separate outdoor units to indoor units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
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    • F24F3/08—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the arrangements for the supply of heat-exchange fluid for the subsequent treatment of primary air in the room units with separate supply and return lines for hot and cold heat-exchange fluids i.e. so-called "4-conduit" system

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Abstract

Un système de climatisation (100) pour réguler des températures dans les locaux (191) d'un bâtiment, comprenant : une unité extérieure (110) centrale configurée pour fournir de l'énergie de refroidissement et / ou de l'énergie de chauffage à une unité de distribution d'énergie (120) au moyen d'un premier ou d'un deuxième courant de fluide (116, 117) respectivement ; une pluralité d'unités intérieures (191) configurées pour recevoir des troisièmes courants de fluide (126) pour chauffer ou refroidir sélectivement l'un des locaux (191) évoqués, associé à l'unité intérieure (191) en question ; l'unité de distribution d'énergie (120) centrale reliée opérationnellement à l'unité extérieure (110) centrale pour recevoir le premier et le deuxième courant de fluide (116, 117) et reliée opérationnellement à la pluralité d'unités intérieures (191) pour transférer, de manière contrôlée, une partie de l'énergie de refroidissement ou de l'énergie de chauffage au moyen des troisièmes courants de fluide (126) ; où les premier, deuxième et troisièmes courants de fluide (126) contiennent essentiellement de l'eau. FIG.1

Description

Description
Titre de l’invention : SYSTÈME DE CLIMATISATION ET UNITÉ DE DISTRIBUTION D'ÉNERGIE
Domaine technique [0001] De manière générale, la présente invention a trait à un système de climatisation pour réguler des températures dans les locaux d'un bâtiment, et plus spécifiquement à un système de climatisation qui peut tant refroidir que chauffer.
[0002] CONTEXTE DE L’INVENTION [0003] L'état de la technique connaît divers systèmes de climatisation.
[0004] Il existe des systèmes climatiques relativement simples qui ne règlent que la température.
[0005] S'ils ne sont capables que de chauffer, on les appelle également des systèmes de chauffage central. S'ils ne peuvent que refroidir, on les nomme également systèmes de climatisation, de conditionnement d'air ou systèmes airco en bref. Il existe également des systèmes combinés, qui peuvent à la fois refroidir et chauffer.
[0006] Il y a aussi des systèmes plus complexes, qui peuvent non seulement réguler la température mais, par exemple, également régler le degré d'humidité et / ou filtrer l'air, etc. On trouve généralement ce type de systèmes de climatisation dans des bâtiments assez grands, comme par exemple des hôtels de plus de 50 chambres.
[0007] La présente invention vise surtout les systèmes de climatisation de type relativement simple, adaptés notamment à un usage dans des immeubles de bureaux.
[0008] Des systèmes climatiques équipés d'une unité extérieure capable d'extraire de la chaleur de l'environnement ou d'en céder à l'environnement recourent généralement à un fluide qui subit un changement d'état, comme les CEC (chlorofluorocarbones).
[0009] Un système de climatisation est, par exemple, décrit dans ΓΕΡ3006843Β1 ou la demande de brevet européen EP2899477.
[0010] Il y a toujours de la place pour des améliorations et des alternatives, en particulier pour ce qui est de la simplification du pilotage au moyen de contrôleurs locaux.
Résumé de l’invention [0011] C’est un but des modes de réalisation de la présente invention de fournir un système de climatisation pour réguler une pluralité de températures dans une pluralité de locaux d'un bâtiment.
[0012] C’est également un but des modes de réalisation de la présente invention de fournir une unité de distribution d'énergie susceptible de servir dans un tel système de climatisation.
[0013] C’est un but des modes de réalisation de la présente invention de fournir un système de climatisation plus respectueux de l'environnement.
[0014] C’est un but des modes de réalisation de la présente invention de fournir un système de climatisation plus simple à installer et / ou entretenir et / ou réparer et / ou étendre.
[0015] Des modes de réalisation spécifiques de la présente invention ont pour but de fournir un système de climatisation et une unité de distribution d'énergie permettant simultanément de rafraîchir certains locaux et d'en chauffer d'autres.
[0016] C’est un but des modes de réalisation de la présente invention de fournir un système de climatisation compact.
[0017] C’est un but des modes de réalisation de la présente invention de fournir un système de climatisation exigeant moins de composants que d'ordinaire dans l'état de la technique.
[0018] Pour ce faire, la présente invention fournit un système de climatisation et une unité de distribution d'énergie selon les modes de réalisation de la présente invention.
[0019] Selon un premier aspect, la présente invention fournit un système de climatisation ou un système de régulation de température pour réguler une pluralité de températures dans une pluralité de locaux d'un bâtiment, comprenant : une unité extérieure centrale (ou plusieurs), configurée pour fournir, sélectivement ou simultanément, de l'énergie de refroidissement et / ou de l'énergie de chauffage à une unité de distribution d'énergie au moyen d'un premier ou d'un deuxième courant de fluide respectivement ; une pluralité d'unités intérieures (au moins deux), configurées pour recevoir des troisièmes courants de fluide respectifs afin de chauffer ou refroidir sélectivement l'un des locaux évoqués, associé à l'unité intérieure en question ; où l'unité de distribution d'énergie est en communication fluide avec l'unité extérieure centrale pour recevoir le premier courant de fluide avec de l'énergie de refroidissement et pour recevoir le deuxième courant de fluide avec de l'énergie de chauffage, et en communication fluide avec la pluralité d'unités intérieures pour transférer, de manière sélective et contrôlée, soit une partie de l'énergie de refroidissement, soit une partie de l'énergie de chauffage au moyen des troisièmes courants de fluide évoqués respectivement ; et où le premier courant de fluide, le deuxième courant de fluide ainsi que la pluralité des troisièmes courants de fluide contiennent essentiellement de l'eau en tant que fluide.
[0020] Hydrauliquement, l'unité de distribution d'énergie centrale est donc installée entre l'unité extérieure et les unités intérieures.
[0021] Par «ne contient essentiellement que de l'eau», on entend que le fluide peut contenir en pratique un faible pourcentage (p. ex. moins de 5 % en volume) de bulles d'air et/ou d'autres substances (p. ex. minéraux, calcaire, etc.).
[0022] L'expression «une unité extérieure configurée pour fournir de l'énergie de refroidissement et/ou de l'énergie de chauffage au moyen d'un premier ou d'un deuxième courant de fluide respectivement» signifie que l'unité extérieure est configurée pour fournir un premier courant de fluide à température relativement basse (p. ex. moins de 25°C) et un deuxième courant de fluide à température relativement élevée (p. ex. plus de 25°C).
[0023] Le fait que le système de climatisation dispose d'une unité extérieure centrale capable de fournir tant de l'énergie de refroidissement que de l'énergie de chauffage au moyen de deux courants de fluide distincts est un avantage important car une telle unité a généralement une efficacité énergétique nettement supérieure à celle d'une unité de chauffage (p. ex. une chaudière à gaz, une chaudière à mazout ou un poêle à bois) et une installation frigorifique séparées. Une telle installation est en outre très compacte.
[0024] Les unités intérieures destinées à rafraîchir ou chauffer sont en elles-mêmes connues et ne nécessitent donc pas d'explications complémentaires.
[0025] Le fait que toutes les conduites entre l'unité extérieure et les unités intérieures ainsi que dans l'unité de distribution d'énergie (également désignée succinctement ici par les termes « unité de distribution » ou « caisson de distribution ») ne transportent que de l'eau, et donc pas d'hydrocarbures ou autres, est un avantage très important (sur le plan écologique). C'est particulièrement favorable pour l'environnement car, comme on le sait, les hydrocarbures attaquent la couche d'ozone et contribuent de façon importante au réchauffement de la planète.
[0026] Le recours à de l'eau procure également un avantage important car il minimise la probabilité d'attaque des conduites, limitant ainsi les frais d'entretien et de réparation.
[0027] L'utilisation d'eau tant du côté alimentation que du côté évacuation du caisson de distribution est un avantage très important car ce dernier ne doit ainsi pas lui-même contenir d'échangeur de chaleur. De ce fait, ce caisson peut être extrêmement compact.
[0028] Pour autant que les inventeurs le sachent, un tel système de climatisation n'est pas connu dans l'état de la technique, entre autres parce qu'une telle unité de distribution d'énergie n'existe pas. C'est surtout l'unité de distribution compacte qui rend possible la combinaison unique de caractéristiques telles que décrites dans la première revendication. Grâce à cette unité de distribution compacte, il est possible de distribuer de l'eau au moyen de canaux (ou conduites) distincts (et relativement fins) vers les différentes unités intérieures plutôt que par des tubes collectifs (et généralement relativement épais) qui passent par différents locaux, avec des embranchements locaux, comme c'est d'ordinaire le cas dans l'état de la technique.
[0029] Le fait de permettre simultanément de refroidir certains locaux et d'en chauffer d'autres est un avantage du système de climatisation selon la présente invention.
[0030] Dans un mode de réalisation, le système de climatisation est un système fermé et l'unité extérieure et l'unité de distribution d'énergie sont reliées entre elles par au moins deux conduites d'alimentation et au moins deux conduites de retour, et de préférence par uniquement deux conduites d'alimentation et uniquement deux conduites de retour.
[0031] Ces quatre conduites sont habituellement relativement épaisses (avec un diamètre intérieur relativement grand, p. ex. au moins 30 mm, voire au moins 50 mm ou 70 mm) pour limiter autant que possible les pertes de pression.
[0032] Dans les modes de réalisation préférentiels, on utilise des conduites d'un diamètre de 32 mm à 50 mm, par exemple de type PER-alu-PER.
[0033] Le fait que seules 4 telles conduites «épaisses» mais relativement courtes soient nécessaires, à savoir entre l'unité extérieure et le caisson de distribution, contrairement aux installations existantes, où l'on emploie souvent des conduites d'un diamètre qui diminue progressivement à mesure que la distance jusqu'à l'unité intérieure correspondante augmente, est un avantage.
[0034] Dans un mode de réalisation, l'unité de distribution d'énergie est en communication fluide avec chacune des unités intérieures (au moins deux) au moyen chaque fois d'une conduite d'alimentation seulement et d'une conduite de retour seulement par unité intérieure.
[0035] Quoique les unités intérieures (au moins deux) puissent servir soit à rafraîchir (p. ex. en été), soit à chauffer (p. ex. en hiver), mais cependant pas simultanément, une seule conduite d'alimentation et une seule conduite de retour suffisent. Vu que chaque unité intérieure est «alimentée» séparément à partir de l'unité de distribution d'énergie centrale, le diamètre de ces conduites peut être relativement faible.
[0036] Dans un mode de réalisation, les conduites d'alimentation évoquées vers les unités intérieures et les conduites de retour des unités intérieures sont flexibles.
[0037] Le recours à des conduites flexibles permet de réduire le coût total de l'installation (y compris sa pose), contrairement aux installations qui utilisent des conduites fixes et rigides, soit d'un grand diamètre, soit d'un diamètre décroissant.
[0038] On se sert de préférence pour ce faire de conduites en cuivre préisolées ou de conduites en PER-alu-PER d'un diamètre de 16 mm à 32 mm.
[0039] Dans un mode de réalisation, l'unité extérieure centrale est configurée pour fournir le premier courant de fluide sous la forme d'une eau qui s'écoule dans la plage de 6°C à 16°C et pour fournir le deuxième courant de fluide sous la forme d'une eau qui s'écoule dans la plage de 35°C à 45°C.
[0040] Le fait que la température du courant d'eau froide soit d'au moins environ 6°C est un avantage car la probabilité de gel est ainsi minimale.
[0041] Le fait que la température du courant d'eau chaude soit d'au plus environ 45 °C est un avantage car la probabilité d'attaque des conduites, par exemple par formation de tartre, est ainsi minimale.
[0042] Dans des modes de réalisation préférentiels, l'unité extérieure centrale est prévue pour fournir le premier et le deuxième courant de fluide avec un débit jusqu'à 8 m3/h ou jusqu'à 6 m3/h ou jusqu'à 4 m3/h.
[0043] Dans un mode de réalisation, l'unité de distribution d'énergie centrale comprend : une pluralité de premières vannes à trois voies, configurées pour fournir sélectivement les troisièmes courants de fluide à la pluralité d'unités intérieures, chaque fois soit comme une part du premier courant de fluide, soit comme une part du deuxième courant de fluide ; et une pluralité de deuxièmes vannes à trois voies configurées pour le retour des courants de fluide provenant des unités intérieures ; et un régulateur configuré pour piloter les premières et deuxièmes vannes à trois voies.
[0044] De préférence, les premières et/ou deuxièmes vannes à trois voies peuvent également être configurées pour ne pas délivrer de courant de fluide à l'unité intérieure correspondante. C'est typiquement le cas, par exemple, quand la température à l'intérieur du local est approximativement égale à la température paramétrée pour ce local (avec une marge déterminée de +/-0,5°C, par exemple).
[0045] La centralisation des vannes à trois voies, au lieu d'une répartition à travers le bâtiment, est un avantage de l'unité de distribution d'énergie centrale. En effet, dans les systèmes traditionnels, des vannes à trois voies sont souvent placées près des consommateurs correspondants (unités intérieures).
[0046] L'approche avec unité de distribution d'énergie permet de recourir à une topologie entièrement différente en termes de conduites, avec des conduites distinctes vers chaque consommateur, ce qui offre divers avantages, tant pendant l'installation qu'au niveau de l'entretien et des réparations.
[0047] Dans un mode de réalisation, le système de climatisation comprend en outre : une première entrée principale pour recevoir le premier courant de fluide ; une première sortie principale pour le retour du premier courant de fluide ; un premier by-pass entre la première entrée principale et la première sortie principale ; une deuxième entrée principale pour recevoir le deuxième courant de fluide ; une deuxième sortie principale pour le retour du deuxième courant de fluide ; un deuxième by-pass entre la deuxième entrée principale et la deuxième sortie principale ; une pluralité de sorties secondaires pour fournir sélectivement une partie du premier ou du deuxième courant de fluide à une unité intérieure correspondante, et une pluralité d'entrées secondaires pour recevoir les courants de fluide de retour provenant des unités intérieures respectives ; un premier distributeur avec une pluralité de premiers embranchements en communication fluide avec la première entrée principale (p. ex. au moyen d'un raccord en T reliant la première entrée principale et le premier by-pass) ; un deuxième distributeur avec une pluralité de deuxièmes embranchements en communication fluide avec la deuxième entrée principale (p. ex. au moyen d'un raccord en T reliant la deuxième entrée principale et le deuxième by-pass) ; un troisième distributeur (ou premier collecteur) avec une pluralité de troisièmes embranchements en communication fluide avec la première sortie principale (p. ex. au moyen d'un raccord en T reliant la première sortie principale et le premier by-pass) ; un quatrième distributeur (ou deuxième collecteur) avec une pluralité de quatrièmes embranchements en communication fluide avec la deuxième sortie principale (p. ex. au moyen d'un raccord en T reliant la deuxième sortie principale et le deuxième by-pass) ; où chacune des multiples premières vannes à trois voies possède une première entrée reliée à l'un des premiers embranchements, ainsi qu'une deuxième entrée reliée à l'un des deuxièmes embranchements, et possède une sortie reliée à l'une des sorties secondaires de l'unité de distribution d'énergie afin de fournir sélectivement une part du premier courant de fluide ou du deuxième courant de fluide vers l'unité intérieure correspondante ; et où chacune des multiples deuxièmes vannes à trois voies possède une première sortie reliée à l'un des troisièmes embranchements, ainsi qu'une deuxième sortie reliée à l'un des quatrièmes embranchements, et possède une entrée pour recevoir le courant de fluide de retour provenant de l'unité intérieure correspondante.
[0048] Dans un mode de réalisation, l'unité de distribution d'énergie centrale comprend ce qui suit : une pluralité de vannes à six voies, configurées pour fournir sélectivement les troisièmes courants de fluide à la pluralité d'unités intérieures, chaque fois soit comme une part du premier courant de fluide, soit comme une part du deuxième courant de fluide, et configurées pour le retour des courants de fluide provenant des unités intérieures ; et un régulateur configuré pour piloter les vannes à six voies.
[0049] Il s'agit d'un modèle alternatif où, au lieu de premières et deuxièmes vannes à trois voies, on utilise des vannes à six voies. Ces vannes à six voies possèdent de préférence un seul corps avec trois entrées et trois sorties, ainsi qu'un élément mobile pour une liaison hydraulique sélective entre certaines entrées et sorties.
[0050] De préférence, les vannes à six voies peuvent également être configurées pour ne laisser passer aucun courant de fluide vers les unités intérieures correspondantes.
[0051] Dans un mode de réalisation, le système de climatisation comprend en outre : une première entrée principale pour recevoir le premier courant de fluide ; une première sortie principale pour le retour du premier courant de fluide ; un premier by-pass entre la première entrée principale et la première sortie principale ; et une deuxième entrée principale pour recevoir le deuxième courant de fluide ; une deuxième sortie principale pour le retour du deuxième courant de fluide ; un deuxième by-pass entre la deuxième entrée principale et la deuxième sortie principale ; et une pluralité de sorties secondaires pour fournir sélectivement une partie du premier ou du deuxième courant de fluide à une unité intérieure correspondante, et une pluralité d'entrées secondaires pour recevoir les courants de fluide de retour provenant des unités intérieures respectives ; et un premier distributeur avec une pluralité de premiers embranchements en communication fluide avec la première entrée principale ; un deuxième distributeur avec une pluralité de deuxièmes embranchements en communication fluide avec la deuxième entrée principale ; un troisième distributeur avec une pluralité de troisièmes embranchements en communication fluide avec la première sortie principale ; un quatrième distributeur avec une pluralité de quatrièmes embranchements en communication fluide avec la deuxième sortie principale ; où chacune des multiples vannes à six voies possède une première entrée reliée à l'un des premiers embranchements, ainsi qu'une deuxième entrée reliée à l'un des deuxièmes embranchements, et possède une première sortie reliée à l'une des sorties secondaires de l'unité de distribution d'énergie afin de fournir sélectivement une part du premier courant de fluide ou du deuxième courant de fluide vers l'unité intérieure correspondante ; et possède en outre une deuxième sortie reliée à l'un des troisièmes embranchements, ainsi qu'une troisième sortie reliée à l'un des quatrièmes embranchements, et une troisième entrée pour recevoir le courant de fluide de retour provenant de l'unité intérieure correspondante.
[0052] Dans un mode de réalisation, le système de climatisation comprend en outre : une première sonde de température pour mesurer une première température du premier courant de fluide et pour fournir un premier signal de température, indicatif de la première température ; et une deuxième sonde de température pour mesurer une deuxième température du deuxième courant de fluide et pour fournir un deuxième signal de température, indicatif de la deuxième température ; et une pluralité de troisièmes sondes de température pour mesurer des troisièmes températures dans la pluralité de locaux correspondants, et configurées pour fournir une pluralité de troisièmes signaux de température, indicatifs des troisièmes températures ; où la première sonde de température, la deuxième sonde de température et la pluralité de troisièmes sondes de température sont reliées au régulateur au niveau de la communication ; et où le régulateur est prévu pour piloter les premières vannes à trois voies et les deuxièmes vannes à trois voies en se basant sur ces signaux de température.
[0053] La liaison de communication peut, par exemple, être une liaison électrique (avec des fils), une liaison sans fil (p. ex. Zigbee, Bluetooth, Wifi, etc.) ou tout autre type adapté de liaison de communication (p. ex. par infrarouge, ultrasons). Bien entendu, le régulateur contient alors un récepteur ou émetteur-récepteur correspondant.
[0054] Dans un mode de réalisation, la première sonde de température est située entre la première entrée principale et le premier by-pass. C'est un très bon endroit pour placer la première sonde de température car elle restitue au mieux la température du premier fluide entrant, mais ce n'est pas le seul emplacement possible.
[0055] Dans un mode de réalisation, la première sonde de température est située entre la première entrée principale et les premiers embranchements. C'est également un très bon endroit pour placer la première sonde de température, car il se peut qu'elle restitue plus précisément la température réelle du premier fluide qui est envoyé vers les unités intérieures.
[0056] Dans un mode de réalisation, la première sonde de température est située au niveau du premier by-pass, par exemple à mi-chemin de ce dernier, ou en amont de cette position à mi-chemin.
[0057] Dans un mode de réalisation, la deuxième sonde de température est située entre la deuxième entrée principale et le deuxième by-pass.
[0058] Dans un mode de réalisation, la deuxième sonde de température est située entre la deuxième entrée principale et les deuxièmes embranchements.
[0059] Dans un mode de réalisation, la deuxième sonde de température est située au niveau du deuxième by-pass, par exemple à mi-chemin de ce dernier, ou en amont de cette position à mi-chemin.
[0060] Dans un mode de réalisation, l'unité de distribution d'énergie comprend en outre ce qui suit : pour chaque sortie secondaire, une quatrième sonde de température pour mesurer la température du troisième courant de fluide correspondant, fourni à l'unité intérieure correspondante ; et pour chaque sortie secondaire, un débitmètre pour mesurer le débit du troisième courant de fluide correspondant, fourni à l'unité intérieure correspondante ; et pour chaque entrée secondaire, une cinquième sonde de température pour mesurer la température du courant de fluide renvoyé par l'unité intérieure correspondante ; où la pluralité de quatrièmes sondes de température, la pluralité de cinquièmes sondes de température et la pluralité de capteurs de débit sont reliés au régulateur au niveau de la communication ; et où le régulateur est en outre prévu pour déterminer la quantité d'énergie de refroidissement et/ou la quantité d'énergie de chauffage fournie à chaque local, en se basant sur les signaux provenant des quatrièmes sondes de température, des cinquièmes sondes de température et des capteurs de débit.
[0061] La quantité d'énergie consommée par chaque consommateur peut ainsi être calculée. Cette information peut à son tour servir à calculer les coûts des différents consommateurs, en fonction de la quantité d'énergie effectivement consommée.
[0062] Selon un deuxième aspect, la présente invention fournit une unité de distribution d'énergie à utiliser dans un système de climatisation (p. ex. un système de climatisation selon le premier aspect), où cette unité contient ce qui suit : une première entrée principale connectable à une unité extérieure pour recevoir un premier courant de fluide ; une première sortie principale connectable à l'unité extérieure pour le retour du premier courant de fluide ; une deuxième entrée principale connectable à une unité extérieure pour recevoir un deuxième courant de fluide, d'une température supérieure à celle du premier courant de fluide ; une deuxième sortie principale connectable à l'unité extérieure pour le retour du deuxième courant de fluide ; une pluralité de sorties secondaires pour fournir sélectivement une partie du premier ou du deuxième courant de fluide aux unités intérieures correspondantes ; une pluralité d'entrées secondaires pour recevoir les courants de fluide de retour des unités intérieures correspondantes ; une structure avec une pluralité de premières vannes à trois voies pour fournir sélectivement aux sorties secondaires soit une partie du premier courant de fluide, soit une partie du deuxième courant de fluide, et avec une pluralité de deuxièmes vannes à trois voies pour le retour de ces courants de fluide à partir des entrées secondaires vers soit la première, soit la deuxième sortie principale ; un régulateur pour piloter les premières et deuxièmes vannes à trois voies.
[0063] Ce modèle est axé sur l'unité de distribution d'énergie en elle-même, et plus précisément sur la variante à premières et deuxièmes vannes à trois voies.
[0064] Selon un troisième aspect, la présente invention fournit une unité de distribution d'énergie à utiliser dans un système de climatisation (p. ex. un système de climatisation selon le premier aspect), où cette unité contient ce qui suit : une première entrée principale connectable à une unité extérieure pour recevoir un premier courant de fluide ; une première sortie principale connectable à l'unité extérieure pour le retour du premier courant de fluide ; une deuxième entrée principale connectable à l'unité extérieure pour recevoir un deuxième courant de fluide, d'une température supérieure à celle du premier courant de fluide ; une deuxième sortie principale connectable à l'unité extérieure pour le retour du deuxième courant de fluide ; une pluralité de sorties secondaires pour fournir sélectivement une partie du premier ou du deuxième courant de fluide aux unités intérieures correspondantes ; une pluralité d'entrées secondaires pour recevoir les courants de fluide de retour des unités intérieures correspondantes ; une structure avec une pluralité de vannes à six voies configurées pour fournir sélectivement les troisièmes courants de fluide à la pluralité d'unités intérieures, chaque fois soit comme une part du premier courant de fluide, soit comme une part du deuxième courant de fluide, et configurées pour le retour des courants de fluide provenant des unités intérieures; et un régulateur configuré pour piloter les vannes à six voies.
[0065] Ce modèle est axé sur l'unité de distribution d'énergie en elle-même, et plus précisément sur la variante à vannes à six voies.
[0066] Dans un mode de réalisation, l'unité de distribution d'énergie comprend en outre ce qui suit : un premier by-pass entre la première entrée principale et la première sortie principale ; un deuxième by-pass entre la deuxième entrée principale et la deuxième sortie principale ; un premier distributeur avec une pluralité de premiers embranchements en communication fluide avec la première entrée principale ; un deuxième distributeur avec une pluralité de deuxièmes embranchements en communication fluide avec la première sortie principale ; un troisième distributeur (ou premier collecteur) avec une pluralité de troisièmes embranchements en communication fluide avec la deuxième entrée principale ; un quatrième distributeur (ou deuxième collecteur) avec une pluralité de quatrièmes embranchements relié à la deuxième sortie principale.
[0067] Dans un mode de réalisation, chaque vanne à trois voies de la pluralité de premières vannes à trois voies possède une première entrée, en communication fluide avec l'un des premiers embranchements, une deuxième entrée, en communication fluide avec l'un des deuxièmes embranchements, et une sortie en communication fluide avec l'une des sorties secondaires ; et chaque vanne à trois voies de la pluralité de deuxièmes vannes à trois voies possède une première sortie, en communication fluide avec l'un des troisièmes embranchements, une deuxième sortie, en communication fluide avec l'un des quatrièmes embranchements, et une entrée en communication fluide avec l'une des entrées secondaires.
[0068] Dans un mode de réalisation d'unité de distribution d'énergie avec des vannes à six voies, chacune des multiples vannes à six voies possède une première entrée, reliée à l'un des premiers embranchements, une deuxième entrée, reliée à l'un des deuxièmes embranchements, et une première sortie, reliée à l'une des sorties secondaires de l'unité de distribution d'énergie pour fournir sélectivement une partie du premier courant de fluide ou du deuxième courant de fluide à l'unité intérieure correspondante ; et possède en outre une deuxième sortie reliée à l'un des troisièmes embranchements, une troisième sortie reliée à l'un des quatrièmes embranchements, et une troisième entrée pour recevoir le courant de fluide de retour provenant de l'unité intérieure correspondante.
Brève description des dessins [0069] En faisant spécifiquement référence aux figures, on souligne que les particularités présentées servent uniquement d’exemple et uniquement pour des discussions illustratives des différents modes de réalisation de la présente invention. Elles sont proposées afin de présenter ce qui est considéré comme la description la plus utile et la plus correcte des principes et des aspects conceptuels de l’invention. Dans cette optique, l'objectif n’est pas de montrer plus de détails structurels que nécessaire pour une compréhension fondamentale de cette invention. La description combinée aux figures permet aux experts dans le domaine de comprendre comment les différentes formes de l’invention peuvent être fabriquées dans la pratique.
[0070] [fig.l] montre un organigramme schématique d'un système de climatisation selon un modèle de la présente invention. Il comprend une unité extérieure (classique) et une pluralité d'unités intérieures (classiques), ainsi qu'une unité de distribution d'énergie selon un modèle de la présente invention.
[0071] [fig-2] est une représentation schématique d'un modèle illustratif d'une unité de distribution d'énergie qui peut servir dans le système de climatisation de la FIG.L [0072] Il convient de remarquer que les FIG.3 à 6 sont présentées tant en dessin à niveaux de gris qu'en dessin au trait à des fins d'illustration.
[0073] [fig-3] montre une première partie de l'unité de distribution d'énergie de la FIG.2 plus en détail. Cette partie a surtout trait au courant d'eau chaude.
[0074] [fig-4] montre une deuxième partie de l'unité de distribution d'énergie de la FIG.2 plus en détail. Cette partie a surtout trait au courant d'eau froide.
[0075] [fig.5] montre une troisième partie de l'unité de distribution d'énergie de la FIG.2 plus en détail. Cette partie a surtout trait aux vannes à trois voies et à l'interface avec les unités intérieures.
[0076] [fig.6] montre une vue en perspective 3D d'un modèle préférentiel de l'unité de distribution d'énergie selon la présente invention.
[0077] [fig-7] est un schéma de raccordement qui représente la connexion opérationnelle de l'unité de distribution d'énergie lorsqu'elle est raccordée entre une unité extérieure centrale et une pluralité d'unités intérieures.
[0078] [fig.8] est une représentation schématique d'une variante de l'unité de distribution d'énergie présentée en FIG.2, qui peut également servir dans le système de climatisation de la FIG.l.
Description des modes de réalisation [0079] L'invention sera expliquée plus en détail à l'aide de modes de réalisation illustratifs. Elle n'est cependant pas limitée par ceux-ci, mais uniquement par les revendications.
[0080] Comme la section relative au contexte le décrit déjà, les systèmes de climatisation sont déjà connus dans l'état de la technique. La présente invention vise surtout un système de climatisation adapté au chauffage et / ou refroidissement de locaux d'immeubles de bureaux.
[0081] Les inventeurs ont eu l'idée de fournir un système de climatisation pour réguler une pluralité de températures dans une pluralité de locaux d'un bâtiment, comprenant : une seule unité extérieure centrale, configurée pour fournir, sélectivement ou simultanément, de l'énergie de refroidissement et / ou de l'énergie de chauffage à une unité de distribution d'énergie au moyen d'un premier ou d'un deuxième courant de fluide respectivement ; une pluralité d'unités intérieures (au moins deux), configurées pour recevoir un troisième et un quatrième courant de fluide respectivement afin de chauffer ou refroidir sélectivement l'un des locaux évoqués, associé à l'unité intérieure en question ; une unité de distribution d'énergie centrale reliée opérationnellement à l'unité extérieure centrale pour recevoir le premier courant de fluide avec de l'énergie de refroidissement et pour recevoir le deuxième courant de fluide avec de l'énergie de chauffage, et reliée opérationnellement à la pluralité d'unités intérieures pour transférer, de manière sélective et contrôlée, soit une partie de l'énergie de refroidissement, soit une partie de l'énergie de chauffage au moyen des troisième et quatrième courants de fluide évoqués ; et où les premier, deuxième, troisième et quatrième courants de fluide évoqués n'utilisent que de l'eau en tant que fluide.
[0082] Ou, exprimé en des termes simples, la présente invention fournit un système de climatisation avec une seule unité extérieure centrale, reliée opérationnellement à une pluralité d'unités intérieures au moyen d'une unité de distribution d'énergie centrale (ou «unité de distribution» en bref), de l'énergie étant transférée entre l'unité extérieure et les unités intérieures à l'aide de deux courants de fluide, plus précisément un premier courant d'eau à température relativement basse (p. ex. 20°C maximum) et un deuxième courant d'eau à température relativement élevée (p. ex. au moins 30°C). Il apparaîtra évident que l'unité de distribution d'énergie est un élément crucial de ce système de climatisation, mais elle peut également être produite et vendue indépendamment.
[0083] L'invention va à présent être expliquée plus en détail à l'aide de figures décrivant un modèle illustratif, sans toutefois limiter l'invention de ce fait.
[0084] LIG.l montre un organigramme schématique 100 d'un système de climatisation 100. Celui-ci comprend : une unité extérieure 110 centrale, une unité de distribution d'énergie 120 centrale (ou «unité de distribution» en bref) et une pluralité d'unités intérieures 190a, 190b.
[0085] L'unité extérieure 110 est du type capable de fournir simultanément un courant d'eau relativement froid et un courant d'eau relativement chaud. Le courant d'eau froide 116 a typiquement une température de 6°C à 16°C pour refroidir, mais bien entendu l'invention ne s'y limite pas et d'autres températures peuvent également être utilisées. Le courant d'eau chaude 117 a typiquement une température de 35°C à 45°C, mais bien entendu l'invention ne s'y limite pas et d'autres températures peuvent également être utilisées.
[0086] D'un point de vue fonctionnel, l'unité de distribution d'énergie 120 est placée entre l'unité extérieure 110 et les unités intérieures 190a, 190b. Le fonctionnement interne sera décrit ci-dessous, la LIG. 1 représente surtout la topologie.
[0087] L'unité de distribution 120 possède une première entrée principale 161 qui la relie à l'unité extérieure par le biais d'une première conduite principale 111 par laquelle (en cours de fonctionnement) un premier courant d'eau (froide) 116 s'écoule de l'unité extérieure 110 vers l'unité de distribution 120, pour fournir de l'énergie de refroidissement (ou en fait pour extraire de la chaleur des unités intérieures afin de refroidir les locaux) et une première sortie principale 162, reliée à une deuxième conduite principale 112 afin de ramener ce courant (après usage) vers l'unité extérieure 110 où il peut à nouveau être refroidi.
[0088] L'unité de distribution 120 possède une deuxième entrée principale 163 qui la relie à l'unité extérieure par le biais d'une deuxième conduite principale 113 par laquelle (en cours de fonctionnement) un deuxième courant d'eau (chaude) 117 s'écoule de l'unité extérieure 110 vers l'unité de distribution 120, pour fournir de l'énergie de chauffage aux unités intérieures afin de chauffer les locaux et une deuxième sortie principale 164, reliée à une quatrième conduite principale 114 afin de ramener ce courant (après usage) vers l'unité extérieure 110 où il peut à nouveau être réchauffé.
[0089] L'unité de distribution 120 possède une pluralité de sorties secondaires 153a, 153b, etc. pour une liaison fonctionnelle avec une pluralité d'unités intérieures 190a, 190b, etc. afin de fournir une part du courant d'eau froide 116 pour refroidir les locaux correspondants 191a, 191b, etc. ou une part du courant d'eau chaude 117 pour chauffer les locaux correspondants, ainsi qu'une pluralité d'entrées secondaires 154a, 154b, etc. pour le retour de ce courant d'eau (après usage).
[0090] Dans des modes de réalisation préférentiels, l'unité de distribution d'énergie 120 est reliée à chaque unité intérieure 190 au moyen de deux conduites 121, 122 seulement (et donc pas quatre comme dans certains cas de l'état de la technique). De préférence, il s'agit de conduites flexibles, par exemple des conduites en cuivre isolées thermiquement ou des conduites en PER-alu-PER (disponibles dans le commerce). Des coûts importants peuvent ainsi être épargnés, parce qu'il ne faut pas, par exemple, poser d'épais tuyaux (à isoler manuellement par la suite) à travers tout le bâtiment, avec des embranchements locaux.
[0091] Pour apprécier pleinement l'architecture de la FIG.l, l'utilisateur doit savoir que les conduites principales, dans les applications visées, sont généralement relativement courtes (p. ex. typiquement de l'ordre de 8 à 20 mètres) et que la taille des conduites de l'unité de distribution 120 vers les différentes unités intérieures 190 peut en pratique s'élever facilement en tout à largement 80 m « aller » (par « aller », on entend la distance de l'unité de distribution à l'unité extérieure, mais avec la conduite de retour, cela signifie donc 2 x 80 m = 160 m).
[0092] Pour autant que les inventeurs le sachent, cette architecture diffère substantiellement d'un système de climatisation existant par plusieurs aspects. Ainsi, l'architecture présentée permet entre autres que les vannes qui sont traditionnellement installées près des unités intérieures 190 peuvent désormais se trouver dans l'unité de distribution d'énergie 120. Cela offre notamment de gros avantages en termes d'installation et d'entretien.
[0093] FIG.2 est une représentation schématique d'un modèle illustratif d'une unité de distribution d'énergie 120 qui peut servir dans le système de climatisation 100 de la FIG.l.
[0094] L'unité de distribution d'énergie 120 présentée contient une première structure partielle, qui comprend (à droite dans la FIG.2) :
[0095] - une première entrée principale 161 connectable à une unité extérieure, pour recevoir un premier courant de fluide 116, également dénommé « courant d'eau froide » ici ;
[0096] - une première sortie principale 162 également connectable à l'unité extérieure pour le retour du premier courant de fluide vers cette dernière ;
[0097] - un premier by-pass 165 entre la première entrée principale 161 et la première sortie principale 162. Le premier et le deuxième courants d'eau peuvent continuer d'y couler, même si la consommation demandée (pour refroidir ou chauffer) est relativement faible.
[0098] - un premier distributeur 131 (de 1 à N courants) avec une pluralité de premiers embranchements 141, en communication fluide avec la première entrée principale 161 (p. ex. au moyen d'un raccord en T reliant également la première entrée principale et le premier by-pass) ;
[0099] - un deuxième distributeur 132 (en réalité un collecteur de N à 1 courant) avec une pluralité de deuxièmes embranchements 142, en communication fluide avec la première sortie principale 162 (p. ex. au moyen d'un raccord en T reliant également la première sortie principale et le premier by-pass) ;
[0100] Cette première structure partielle permet de subdiviser le courant d'eau froide de l'unité extérieure en plusieurs courants d'eau froide distincts et de recombiner les courants de retour afin de pouvoir les renvoyer vers l'unité extérieure.
[0101] Cette première structure partielle est montrée à part dans les FIG.4(a) et FIG.4(b).
[0102] F'unité de distribution d'énergie 120 présentée contient en outre une deuxième structure partielle, qui comprend (à gauche dans la FIG.2) :
[0103] - une deuxième entrée principale 163 connectable à une unité extérieure pour recevoir un deuxième courant de fluide 117 (également appelé ici « courant d'eau chaude »), d'une température supérieure à celle du premier courant de fluide 116 ;
[0104] - une deuxième sortie principale 164 connectable à l'unité extérieure pour le retour du deuxième courant de fluide ;
[0105] - un deuxième by-pass 166 entre la deuxième entrée principale 163 et la deuxième sortie principale 164 ;
[0106] - un troisième distributeur 133 (de 1 à N courants) avec une pluralité de troisièmes embranchements 143, en communication fluide avec la deuxième entrée principale 163 (p. ex. au moyen d'un raccord en T reliant également la deuxième entrée principale et le deuxième by-pass) ;
[0107] - un quatrième distributeur 134 (en réalité un collecteur de N à 1 courant) avec une pluralité de quatrièmes embranchements 144, en communication fluide avec la deuxième sortie principale 164 (p. ex. au moyen d'un raccord en T reliant également la deuxième sortie principale et le deuxième by-pass) ;
[0108] Cette deuxième structure partielle permet de subdiviser le courant d'eau chaude de l'unité extérieure en plusieurs courants d'eau chaude distincts et de recombiner les courants de retour afin de pouvoir les renvoyer vers l'unité extérieure.
[0109] Cette deuxième structure partielle est montrée à part dans les FIG.3(a) et FIG.3(b).
[0110] L'unité de distribution d'énergie 120 présentée contient en outre une troisième structure partielle, qui comprend (à l'avant au milieu de la FIG.2):
[0111] - une pluralité de sorties secondaires 153 pour fournir sélectivement une part du premier ou deuxième courant de fluide aux unités intérieures respectives ;
[0112] - une pluralité d'entrées secondaires 154 pour recevoir les courants de fluide de retour des unités intérieures respectives ;
[0113] - une pluralité de premières vannes à trois voies 151 pour fournir sélectivement soit une part d'un premier courant de fluide 116, soit une part du deuxième courant de fluide 117 aux sorties secondaires 153, et une pluralité de deuxièmes vannes à trois voies 152 pour le retour de ces courants de fluide des entrées secondaires 154 vers soit la première, soit la deuxième sortie principale 162, 164.
[0114] Plus précisément, chaque vanne à trois voies de la pluralité des premières vannes à trois voies 151 possède une première entrée (p) en communication fluide avec l'un des premiers embranchements 141, une deuxième entrée (q) en communication fluide avec l'un des deuxièmes embranchements 142, et une sortie (r) en communication fluide avec l'une des sorties secondaires 153.
[0115] Les premières vannes à trois voies 151 peuvent être commandées par les premiers actionneurs ou premiers moteurs 155. Les deuxièmes vannes à trois voies 152 peuvent être commandées par les deuxièmes actionneurs ou deuxièmes moteurs 156. Ces actionneurs ou moteurs sont à leur tour pilotés par le régulateur 167, auquel ils sont reliés au niveau de la communication, par exemple au moyen de fils ou sans fil.
[0116] Ou, pour le dire simplement, les premières vannes à trois voies fonctionnent comme un multiplexeur 2 vers 1.
[0117] Et chaque vanne à trois voies de la pluralité des deuxièmes vannes à trois voies 152 possède une première sortie (s) en communication fluide avec l'un des troisièmes embranchements 143, une deuxième sortie (t) en communication fluide avec l'un des quatrièmes embranchements 144, et une entrée (u) en communication fluide avec l'une des entrées secondaires 154.
[0118] Ou, pour le dire simplement, les deuxièmes vannes à trois voies fonctionnent comme un démultiplexeur 1 vers 2.
[0119] Dans des modes de réalisation préférentiels, ces vannes sont pilotées automatiquement, par exemple par des actionneurs adaptés. Pour cela, l'unité de distribution d'énergie 120 comprend encore :
[0120] - un régulateur 167 pour piloter les premières 151 et deuxièmes vannes à trois voies 152 (avec des actionneurs intégrés ou externes, mais qui y sont fonctionnellement reliés).
[0121] Pour permettre un pilotage adéquat, le système comprend de préférence plusieurs sondes de température, notamment : une première sonde de température 171 pour mesurer une première température du premier courant de fluide 116 et pour fournir un premier signal de température, indicatif de la première température ; et une deuxième sonde de température 172 pour mesurer une deuxième température du deuxième courant de fluide 117 et pour fournir un deuxième signal de température, indicatif de la deuxième température ; et une pluralité de troisièmes sondes de température 173a, 173b, etc. pour mesurer des troisièmes températures dans la pluralité de locaux 191a, 191b, etc, et configurées pour fournir une pluralité de troisièmes signaux de température, indicatifs des troisièmes températures.
[0122] La première sonde de température 171, la deuxième sonde de température 172 et la pluralité de troisièmes sondes de température sont reliées au régulateur 167 au niveau de la communication (p. ex. électriquement ou sans fil), et ce dernier est équipé pour lire, demander ou recevoir les températures et piloter les premières vannes à trois voies 151 et les deuxièmes vannes à trois voies 152 en se basant sur ces signaux de température.
[0123] Un tel pilotage peut être relativement simple, par exemple basé sur un signal proportionnel ou d'une régulation PI, PD ou PID, ou encore opérer de n'importe quelle autre manière connue.
[0124] LIG.3 montre la deuxième partie de l'unité de distribution d'énergie de la LIG.2 plus en détail. Cette partie a surtout trait au courant d'eau chaude. Son fonctionnement a déjà été décrit au niveau de la LIG.2. L'attention est attirée sur la structure en forme de L.
[0125] De préférence, l'unité de distribution comprend une pompe de circulation 301 pour amener le courant d'eau chaude 163 vers les embranchements 142.
[0126] L'unité de distribution d'énergie peut aussi contenir des composants complémentaires, comme par exemple une vanne régulatrice de débit 302 manuelle, une purge d'air 304, etc. La fonction de tels composants est connue dans l'état de la technique et ne doit donc pas être décrite en détail.
[0127] EIG.4 montre la première partie de l'unité de distribution d'énergie de la LIG.2 plus en détail. Cette partie a surtout trait au courant d'eau froide. Son fonctionnement a déjà été décrit au niveau de la LIG.2. L'attention est attirée sur la structure en forme de L.
[0128] De préférence, cette partie comprend les mêmes composants que la structure en forme de L de la LIG. 3, par exemple une vanne régulatrice de débit 402 manuelle, une purge d'air 404, etc.
[0129] EIG.5 montre une troisième partie de l'unité de distribution d'énergie de la LIG.2 plus en détail. Cette partie a surtout trait aux vannes à trois voies et à l'interface avec les unités intérieures. Son fonctionnement a déjà été décrit au niveau de la LIG.2.
[0130] LIG. 6 montre une vue en perspective 3D d'un modèle préférentiel de l'unité de distribution d'énergie selon la présente invention. Remarquez la forme spéciale, où les deux structures en forme de L définissent un périmètre extérieur de la structure, la troisième partie étant montée entre elles. L'unité de distribution d'énergie peut ainsi être particulièrement compacte.
[0131] Dans un mode de réalisation préférentiel, une unité de distribution pour 8 unités intérieures fait moins de 135 cm (largeur) x 99 cm (profondeur) x 49 cm (hauteur).
[0132] LIG.7 est un schéma de raccordement qui représente la connexion opérationnelle de l'unité de distribution d'énergie. Le rectangle en bas montre des robinets optionnels, ajoutés de préférence aux entrées et sorties secondaires pour des raisons pratiques. D'autres éléments optionnels, connus du professionnel, peuvent également être ajoutés.
[0133] LIG.8 est une représentation schématique d'une variante de l'unité de distribution d'énergie présentée en LIG.2, qui peut également servir dans le système de climatisation de la LIG.l.
[0134] Cette unité de distribution d'énergie 820 présente de fortes similitudes avec l'unité de distribution 120 de la LIG.2, et ne doit donc pas être décrite en détail ; il suffit d'expliquer les principales différences.
[0135] Comme dans l'unité de distribution 120 de la LIG.2, des vannes à trois voies, des vannes à six voies ou un mélange de celles-ci peuvent être utilisé ici aussi.
[0136] La principale différence se situe cependant dans la présence ou pas de quatrièmes sondes de température 874 pour mesurer la température du courant d'eau fourni à chaque unité intérieure 190, de cinquièmes sondes de température 875 pour mesurer la température du courant d'eau de retour de l'unité intérieure 190 en question et d'un capteur de débit 881 pour mesurer le débit du courant d'eau. Les quatrièmes et cinquièmes sondes de température ainsi que les capteurs de débit communiquent avec le régulateur 867 (la figure ne le montre pas explicitement pour ne pas la surcharger) et ce dernier peut ainsi déterminer sur cette base la quantité d'énergie consommée par chaque consommateur.
[0137] Dans certains modes de réalisation, le pilotage des vannes est encore déterminé en se basant sur les première 171, deuxième 172 et troisième sonde de température 173 (dans le local) tandis que le débit n'est pas pris en compte pour ce pilotage.
[0138] Dans certains modes de réalisation, on laisse tomber les quatrièmes sondes de température 874 et c'est la température des première et / ou deuxième sondes de température 171, 172 qui sert à estimer la température du courant d'eau fourni à l'unité intérieure concernée. Des frais peuvent ainsi être économisés.
[0139] Dans certains modes de réalisation, on emploie une régulation plus sophistiquée, où les vannes ne sont pas uniquement utilisées pour amener soit un courant d'eau froide, soit un courant d'eau chaude, vers l'unité intérieure concernée, mais aussi pour réguler le débit vers le local en question. Le régulateur 874 peut ainsi, par exemple, être prévu pour mesurer en continu le débit qui s'écoule vers chaque unité intérieure et comparer cette valeur avec une consigne de débit déterminée par une combinaison de la température du local et d'un débit maximum prédéterminé attribué à l'embranchement (ou la sortie secondaire) concerné(e). En se basant sur cette comparaison, il est possible de générer un signal pour piloter l'actionneur ou le moteur des vannes (p. ex. vannes à trois voies ou vannes à six voies).
[0140] Alternativement, le débit n'est pas régulé par les vannes mais par un clapet à part (non représenté), installé de préférence en aval entre la sortie de la première vanne à trois voies et la sortie secondaire 153a, ou entre la vanne à six voies et la sortie secondaire 153a. Alternativement, un tel clapet peut aussi être placé entre l'entrée secondaire 154a et l'entrée « u » des deuxièmes vannes à trois voies.
[0141] D'autres variantes sont aussi possibles.
[0142] Le fait que l'unité de distribution puisse à tout moment déterminer la puissance avec laquelle chaque unité intérieure est en train de refroidir ou de réchauffer est un avantage de ce modèle.
[0143] EN CONCLUSION :
[0144] Ci-dessus est décrit un système de climatisation 100 avec une seule unité extérieure 110 et une seule unité de distribution d'énergie 120, 820 pour réguler la température dans 7 locaux, mais bien entendu l'invention ne s'y limite pas et l'unité de distribution peut facilement être adaptée pour réguler la température dans 10 locaux, par exemple.
[0145] Remarquez également que plusieurs systèmes de ce type peuvent être utilisés en parallèle. Ainsi, la température peut être régulée dans 200 locaux, par exemple, en recourant à un système comptant une ou plusieurs unités extérieures (de puissance adaptée), 20 unités de distribution et 200 unités intérieures. Il n'y a en fait pas de maximum.
[0146] Dans certains modes de réalisation, le système de climatisation comprend une seule unité extérieure et exactement deux unités de distribution d'énergie, toutes deux en communication fluide en parallèle à l'unité extérieure. Chaque unité de distribution d'énergie peut être associée avec 3 à 10 unités intérieures. Un tel système peut donc chauffer et / ou refroidir 6 à 20 locaux.
[0147] Dans d'autres modes de réalisation, le système de climatisation comprend une seule unité extérieure et au moins trois, au moins quatre, au moins cinq, au moins dix, au moins quinze ou au moins vingt unités de distribution d'énergie, en communication fluide en parallèle à l'unité extérieure. Chaque unité de distribution d'énergie peut être associée avec 3 à 10 unités intérieures. Un tel système peut donc chauffer et / ou refroidir 9 à 200 locaux. Bien entendu, l'unité extérieure doit être dimensionnée pour pouvoir fournir une puissance suffisante.
[0148] Dans certains modes de réalisation, le système de climatisation comprend deux (et seulement deux) unités extérieures et au moins deux, précisément deux, au moins trois, au moins quatre, au moins cinq, au moins dix, au moins quinze ou au moins vingt unités de distribution d'énergie, toutes reliées en parallèle aux deux unités extérieures. Chaque unité de distribution d'énergie peut être associée avec 3 à 10 unités intérieures. Les deux unités extérieures peuvent être prévues pour être utilisées activement en même temps ou l'une des unités extérieures peut être configurée en tant qu'unité active et l'autre en tant qu'unité de réserve.
[0149] Bien entendu, des systèmes comptant plus de deux unités extérieures sont également possibles, par exemple au moins trois, au moins quatre ou au moins cinq.
[0150] Naturellement, le professionnel peut, après avoir lu la présente publication, imaginer d'autres variantes qui relèvent du champ de protection des revendications.
Liste des documents cités [0151] 100 système de climatisation [0152] 110 unité extérieure [0153] 111 première conduite principale [0154] 112 deuxième conduite principale [0155] 113 troisième conduite principale [0156] 114 quatrième conduite principale [0157] 116 premier courant de fluide (pour refroidir) [0158] 117 deuxième courant de fluide (pour réchauffer) [0159] 120 unité de distribution d'énergie [0160] 121 conduite d'alimentation d'unité intérieure [0161] 122 conduite de retour d'unité intérieure [0162] 131 premier distributeur (p. ex. « collecteur de refroidissement ») [0163] 141 premiers embranchements [0164] 132 deuxième distributeur (p. ex. « collecteur de chauffage ») [0165] 142 deuxièmes embranchements [0166] 133 troisième distributeur [0167] 144 troisièmes embranchements [0168] 134 quatrième distributeur [0169] 144 quatrièmes embranchements [0170] 151 première vanne à trois voies (avec 2 entrées et 1 sortie) [0171] 152 deuxième vanne à trois voies (avec 1 entrée et 2 sorties) [0172] 153 sorties secondaires [0173] 154 entrées secondaires [0174] 155 actionneurs ou moteurs (pour piloter les vannes) [0175] 159 vannes à six voies (avec 3 entrées et 3 sorties) [0176] [0177] [0178] [0179] [0180] [0181] [0182] [0183] [0184] [0185] [0186] [0187] [0188] [0189] [0190] [0191] [0192] [0193] [0194] [0195] [0196] [0197]
161 première entrée principale
162 première sortie principale
163 deuxième entrée principale
164 deuxième sortie principale
165 premier by-pass
166 deuxième by-pass
167 régulateur
171 première sonde de température (premier courant, fluide froid)
172 deuxième sonde de température (deuxième courant, fluide chaud)
173 troisième sonde de température (dans le local)
190 unité intérieure
191 local
301 pompe de circulation du courant d'eau chaude
302 vanne régulatrice de débit
304 purge d'air
401 pompe de circulation du courant d'eau froide
402 vanne régulatrice de débit
404 purge d'air
820 unité de distribution d'énergie
874 quatrième sonde de température (sur sortie secondaire)
875 cinquième sonde de température (sur entrée secondaire)
881 capteur de débit

Claims (1)

  1. Revendications [Revendication 1] Un système de climatisation (100) pour réguler une pluralité de températures dans une pluralité de locaux (191a, 191b) d'un bâtiment, comprenant :
    - une unité extérieure centrale (110) ;
    - une pluralité d'au moins deux unités intérieures (190a, 190b) ;
    - une unité de distribution d'énergie en communication fluide avec l'unité extérieure centrale et la pluralité d'unités intérieures ; caractérisé en ce que
    - l'unité extérieure (110) centrale est configurée pour fournir, sélectivement ou simultanément, de l'énergie de refroidissement et / ou de l'énergie de chauffage à une unité de distribution d'énergie (120) au moyen d'un premier ou d'un deuxième courant de fluide respectivement (116, 117);
    - la pluralité d'au moins deux unités intérieures (190a, 190b) est configurée pour recevoir des troisièmes courants de fluide (126a, 126b) respectifs pour chauffer ou refroidir sélectivement un local (191a, 191b) associé à l'unité intérieure (190a, 190b) en question ;
    - et où l'unité de distribution d'énergie (120) est en communication fluide avec l'unité extérieure (110) centrale pour recevoir le premier courant de fluide (116) avec de l'énergie de refroidissement et pour recevoir le deuxième courant de fluide (117) avec de l'énergie de chauffage, et en communication fluide avec la pluralité d'unités intérieures (190a, 190b) pour transférer, de manière sélective et contrôlée, soit une partie de l'énergie de refroidissement, soit une partie de l'énergie de chauffage, au moyen des troisièmes courants de fluide évoqués respectivement (126a, 126b) ;
    - et où le premier courant de fluide (116), le deuxième courant de fluide (117) ainsi que la pluralité des troisièmes courants de fluide (126a, 126b) contiennent essentiellement de l'eau en tant que fluide ;
    - et où l'unité de distribution d'énergie (120) centrale comprend ce qui suit :
    - une pluralité de premières vannes à trois voies (151a), configurées pour fournir sélectivement les troisièmes courants de fluide (126a, 126b) à la pluralité d'unités intérieures (190), chaque fois soit comme une part du premier courant de fluide (116), soit comme une part du deuxième courant de fluide (117) ; et une pluralité de deuxièmes vannes à trois
    voies (152) configurées pour le retour des courants de fluide (127) provenant des unités intérieures (190a, 190b) ; et un régulateur (167) configuré pour piloter les premières et deuxièmes vannes à trois voies (151, 152) ; ou - une pluralité de vannes à six voies (159), configurées pour fournir sélectivement les troisièmes courants de fluide (126a) à la pluralité d'unités intérieures (190), chaque fois soit comme une part du premier courant de fluide (116), soit comme une part du deuxième courant de fluide (117), et configurées pour le retour des courants de fluide (127) provenant des unités intérieures (190a, 190b) et un régulateur (167) configuré pour piloter les vannes à six voies (159). [Revendication 2] Un système de climatisation (100) selon la revendication 1, où le système de climatisation est un système fermé, et où l'unité extérieure (110) et l'unité de distribution d'énergie (120) sont en communication fluide par deux conduites d'alimentation (111, 113) seulement et deux conduites de retour (112, 114) seulement. [Revendication 3] Un système de climatisation (100) selon l'une des revendications précédentes, où l'unité de distribution d'énergie (120) est en communication fluide avec chacune des unités intérieures (190a, 190b) (au moins deux) au moyen chaque fois d'une conduite d'alimentation (121a, 121b) seulement et d'une conduite de retour (122a, 122b) seulement par unité intérieure. [Revendication 4] Un système de climatisation (100) selon la revendication 3, où les conduites d'alimentation (121a, 121b) évoquées vers les unités intérieures (190a, 190b) et les conduites de retour (122a, 122b) des unités intérieures (190a, 190b) sont des conduites flexibles. [Revendication 5] Un système de climatisation (100) selon l'une des revendications précédentes, où l'unité extérieure (110) centrale est configurée pour fournir le premier courant de fluide (116) sous la forme d'une eau qui s'écoule dans la plage de 6°C à 20°C ou de 6°C à 16°C ; et configurée pour fournir le deuxième courant de fluide (117) sous la forme d'une eau qui s'écoule dans la plage de 35°C à 45°C. [Revendication 6] Un système de climatisation (100) selon l'une des revendications précédentes, où l'unité de distribution d'énergie centrale comprend la pluralité de vannes à trois voies, comprenant en outre : - une première entrée principale (161) pour recevoir le premier courant
    de fluide (116) ;
    - une première sortie principale (162) pour le retour du premier courant de fluide ;
    - un premier by-pass (165) entre la première entrée principale (161) et la première sortie principale (162) ; et
    - une deuxième entrée principale (163) pour recevoir le deuxième courant de fluide (117) ;
    - une deuxième sortie principale (164) pour le retour du deuxième courant de fluide ;
    - un deuxième by-pass (166) entre la deuxième entrée principale (163) et la deuxième sortie principale (164) ; et
    - une pluralité de sorties secondaires (153) pour fournir sélectivement une part du premier (116) ou deuxième courant de fluide (117) à une unité intérieure (190) correspondante, et une pluralité d'entrées secondaires (154) pour recevoir les courants de fluide de retour des unités intérieures (190) respectives ; et
    - un premier distributeur (131) avec une pluralité de premiers embranchements (141) en communication fluide avec la première entrée principale (161) ;
    - un deuxième distributeur (132) avec une pluralité de deuxièmes embranchements (142) en communication fluide avec la deuxième entrée principale (163) ;
    - un troisième distributeur (133) avec une pluralité de troisièmes embranchements (143) en communication fluide avec la première sortie principale (162) ;
    - un quatrième distributeur (134) avec une pluralité de quatrièmes embranchements (144) en communication fluide avec la deuxième sortie principale (164) ;
    - où chacune des multiples premières vannes à trois voies (151) possède une première entrée (p) reliée à l'un des premiers embranchements (141), une deuxième entrée (q) reliée à l'un des deuxièmes embranchements (142) et une sortie (r) reliée à l'une des sorties secondaires (153) de l'unité de distribution d'énergie (120) pour fournir sélectivement une part du premier courant de fluide (116) ou du deuxième courant de fluide (117) à l'unité intérieure correspondante (190) ; et
    - où chacune de la pluralité des deuxièmes vannes à trois voies (152) possède une première sortie (s) reliée à l'un des troisièmes embranchements (143), une deuxième sortie (t) reliée à l'un des quatrièmes em- [Revendication 7] branchements (144), et une entrée (u) pour recevoir le courant de fluide de retour provenant de l'unité intérieure (130) correspondante.
    Un système de climatisation (100) selon l'une des revendications précédentes, où l'unité de distribution d'énergie centrale comprend la pluralité de vannes à six voies, comprenant en outre :
    - une première entrée principale (161) pour recevoir le premier courant de fluide (116) ;
    - une première sortie principale (162) pour le retour du premier courant de fluide ;
    - un premier by-pass (165) entre la première entrée principale (161) et la première sortie principale (162) ; et
    - une deuxième entrée principale (163) pour recevoir le deuxième courant de fluide (117) ;
    - une deuxième sortie principale (164) pour le retour du deuxième courant de fluide ;
    - un deuxième by-pass (166) entre la deuxième entrée principale (163) et la deuxième sortie principale (164) ; et
    - une pluralité de sorties secondaires (153) pour fournir sélectivement une part du premier (116) ou deuxième courant de fluide (117) à une unité intérieure (190) correspondante, et une pluralité d'entrées secondaires (154) pour recevoir les courants de fluide de retour des unités intérieures (190) respectives ; et
    - un premier distributeur (131) avec une pluralité de premiers embranchements (141) en communication fluide avec la première entrée principale (161) ;
    - un deuxième distributeur (132) avec une pluralité de deuxièmes embranchements (142) en communication fluide avec la deuxième entrée principale (163) ;
    - un troisième distributeur (133) avec une pluralité de troisièmes embranchements (143) en communication fluide avec la première sortie principale (162) ;
    - un quatrième distributeur (134) avec une pluralité de quatrièmes embranchements (144) en communication fluide avec la deuxième sortie principale (164) ;
    - où chacune des multiples vannes à six voies (159) possède une première entrée (p), reliée à l'un des premiers embranchements (141), une deuxième entrée (q), reliée à l'un des deuxièmes embranchements
    (142), et une première sortie (r), reliée à l'une des sorties secondaires (153) de l'unité de distribution d'énergie (120) pour fournir sélectivement une partie du premier courant de fluide (116) ou du deuxième courant de fluide (117) à l'unité intérieure (190) correspondante ; et possède en outre une deuxième sortie (s) reliée à l'un des troisièmes embranchements (143), une troisième sortie (t) reliée à l'un des quatrièmes embranchements (144), et une troisième entrée (u) pour recevoir le courant de fluide de retour provenant de l'unité intérieure (130) correspondante. [Revendication 8] Un système de climatisation (100) selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre : - une première sonde de température (171) pour mesurer une première température du premier courant de fluide (116) et pour fournir un premier signal de température, indicatif de la première température ; et - une deuxième sonde de température (172) pour mesurer une deuxième température du deuxième courant de fluide (117) et pour fournir un deuxième signal de température, indicatif de la deuxième température ; et - une pluralité de troisièmes sondes de température (173a, 173b) pour mesurer des troisièmes températures dans la pluralité de locaux (191a, 191b) correspondants, et configurées pour fournir une pluralité de troisièmes signaux de température, indicatifs des troisièmes températures ; où la première sonde de température (171), la deuxième sonde de température (172) et la pluralité de troisièmes sondes de température (173) sont reliées au régulateur (167) au niveau de la communication ; et où le régulateur (167) est prévu pour piloter les vannes (151, 152, 159) en se basant sur ces signaux de température. [Revendication 9] Un système de climatisation (100) selon la revendication 8, - où la première sonde de température (171) est située entre la première entrée principale (161) et le premier by-pass (165) ; ou - où la première sonde de température (171) est située entre la première entrée principale (161) et les premiers embranchements (141) ; ou - où la première sonde de température (171) est située au niveau du premier by-pass (165). [Revendication 10] Un système de climatisation (100) selon la revendication 8 ou 9, - où la deuxième sonde de température (172) est située entre la deuxième entrée principale (163) et le deuxième by-pass (166) ; ou
    - où la deuxième sonde de température (172) est située entre la deuxième entrée principale (163) et les deuxièmes embranchements (142); ou
    - où la deuxième sonde de température (172) est située au niveau du deuxième by-pass (166).
    [Revendication 11] Un système de climatisation (100) selon l'une des revendications précédentes, où l'unité de distribution d'énergie (820) comprend en outre ce qui suit :
    - pour chaque sortie secondaire (153a), une quatrième sonde de température (874a) pour mesurer la température du troisième courant de fluide (126a) concerné, fourni à l'unité intérieure (190a) correspondante ; et
    - pour chaque sortie secondaire (153a), un débitmètre (881a) pour mesurer le débit du troisième courant de fluide (126a) concerné, fourni à l'unité intérieure (190a) correspondante ; et
    - pour chaque entrée secondaire (154a), une cinquième sonde de température (875a) pour mesurer la température du courant de fluide (127a) renvoyé par l'unité intérieure (190a) correspondante ; et
    - où la pluralité de quatrièmes sondes de température (874), la pluralité de cinquièmes sondes de température (875) et la pluralité de capteurs de débit (881) sont reliées au régulateur (867) au niveau de la communication ;
    - et où le régulateur (867) est en outre prévu pour déterminer la quantité d'énergie de refroidissement et / ou la quantité d'énergie de chauffage fournie à chaque local (190), en se basant sur les signaux provenant des quatrièmes sondes de température (874), des cinquièmes sondes de température (875) et des capteurs de débit. (881).
    [Revendication 12] Une unité de distribution d'énergie (120 ; 820) à utiliser dans un système de climatisation (100), comprenant :
    - une première entrée principale (161) connectable à une unité extérieure (110), pour recevoir un premier courant de fluide (116) ;
    - une première sortie principale (162) connectable à l'unité extérieure (110) pour le retour du premier courant de fluide ;
    - une deuxième entrée principale (163) connectable à l'unité extérieure (110) pour recevoir un deuxième courant de fluide (117), d'une température supérieure à celle du premier courant de fluide (116) ;
    - une deuxième sortie principale (164) connectable à l'unité extérieure (110) pour le retour du deuxième courant de fluide ;
    [Revendication 13] [Revendication 14]
    - une pluralité de sorties secondaires (153) pour fournir sélectivement une part du premier ou deuxième courant de fluide aux unités intérieures (190) respectives ;
    - une pluralité d'entrées secondaires (154) pour recevoir les courants de fluide de retour des unités intérieures respectives ;
    - une structure avec une pluralité de premières vannes à trois voies (151) pour fournir sélectivement soit une part d'un premier courant de fluide (116), soit une part du deuxième courant de fluide (117) aux sorties secondaires, et une pluralité de deuxièmes vannes à trois voies (152) pour le retour de ces courants de fluide des entrées secondaires (154) vers soit la première, soit la deuxième sortie principale (162, 164) ;
    - un régulateur (167) pour piloter les premières vannes à trois voies (151) et les deuxièmes vannes à trois voies (152).
    Une unité de distribution d'énergie (120 ; 820) à utiliser dans un système de climatisation (100), comprenant :
    - une première entrée principale (161) connectable à une unité extérieure (110), pour recevoir un premier courant de fluide (116) ;
    - une première sortie principale (162) connectable à l'unité extérieure (110) pour le retour du premier courant de fluide ;
    - une deuxième entrée principale (163) connectable à l'unité extérieure (110) pour recevoir un deuxième courant de fluide (117), d'une température supérieure à celle du premier courant de fluide (116) ;
    - une deuxième sortie principale (164) connectable à l'unité extérieure (110) pour le retour du deuxième courant de fluide ;
    - une pluralité de sorties secondaires (153) pour fournir sélectivement une part du premier ou deuxième courant de fluide aux unités intérieures (190) respectives ;
    - une pluralité d'entrées secondaires (154) pour recevoir les courants de fluide de retour des unités intérieures respectives ;
    - une structure avec une pluralité de vannes à six voies (159), configurées pour fournir sélectivement les troisièmes courants de fluide (126a) à la pluralité d'unités intérieures (190), chaque fois soit comme une part du premier courant de fluide (116), soit comme une part du deuxième courant de fluide (117), et configurées pour le retour des courants de fluide (127) provenant des unités intérieures (190a, 190b) ; et
    - un régulateur (167) configuré pour piloter les vannes à six voies (159). Une unité de distribution d'énergie (120 ; 820) selon la revendication 12 ou 13, comprenant en outre :
    - un premier by-pass (165) entre la première entrée principale (161) et la première sortie principale (162) ;
    - un deuxième by-pass (166) entre la deuxième entrée principale (163) et la deuxième sortie principale (164) ;
    - un premier distributeur (131) avec une pluralité de premiers embranchements (141) en communication fluide avec la première entrée principale (161) ;
    - un deuxième distributeur (132) avec une pluralité de deuxièmes embranchements (142) en communication fluide avec la première sortie principale (162) ;
    - un troisième distributeur (133) avec une pluralité de troisièmes embranchements (143) en communication fluide avec la deuxième entrée principale (163) ;
    - un quatrième distributeur (134) avec une pluralité de quatrièmes embranchements (144) en communication fluide avec la deuxième sortie principale (164).
    [Revendication 15] Une unité de distribution d'énergie (120) selon la revendication 14 et dépendant de la revendication 12,
    - où chaque vanne à trois voies de la pluralité des premières vannes à trois voies (151) possède une première entrée (p) en communication fluide avec l'un des premiers embranchements (141), une deuxième entrée (q) en communication fluide avec l'un des deuxièmes embranchements (142), et une sortie (r) en communication fluide avec l'une des sorties secondaires (153) ; et
    - où chaque vanne à trois voies de la pluralité des deuxièmes vannes à trois voies (152) possède une première sortie (s) en communication fluide avec l'un des troisièmes embranchements (143), une deuxième sortie (t) en communication fluide avec l'un des quatrièmes embranchements (144), et une entrée (u) en communication fluide avec l'une des entrées secondaires (154).
    [Revendication 16] Une unité de distribution d'énergie (120) selon la revendication 14 et dépendant de la revendication 13,
    - où chacune des multiples vannes à six voies (159) possède une première entrée (p), reliée à l'un des premiers embranchements (141), une deuxième entrée (q), reliée à l'un des deuxièmes embranchements (142), et une première sortie (r), reliée à l'une des sorties secondaires (153) de l'unité de distribution d'énergie (120) pour fournir sélec tivement une partie du premier courant de fluide (116) ou du deuxième courant de fluide (117) à l'unité intérieure (190) correspondante ; et possède en outre une deuxième sortie (s) reliée à l'un des troisièmes embranchements (143), une troisième sortie (t) reliée à l'un des quatrièmes embranchements (144), et une troisième entrée (u) pour recevoir le courant de fluide de retour provenant de l'unité intérieure (130) correspondante.
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