[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2009143933A2 - Self-contained solar heating system separate from another energy source - Google Patents

Self-contained solar heating system separate from another energy source Download PDF

Info

Publication number
WO2009143933A2
WO2009143933A2 PCT/EP2009/002687 EP2009002687W WO2009143933A2 WO 2009143933 A2 WO2009143933 A2 WO 2009143933A2 EP 2009002687 W EP2009002687 W EP 2009002687W WO 2009143933 A2 WO2009143933 A2 WO 2009143933A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
temperature
solar
temperature sensor
heating
energy source
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/002687
Other languages
French (fr)
Other versions
WO2009143933A3 (en
Inventor
Catherine Baldo
Christian Chassin
Original Assignee
Muscinesi, Auguste
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP08007352A external-priority patent/EP1978311A3/en
Application filed by Muscinesi, Auguste filed Critical Muscinesi, Auguste
Publication of WO2009143933A2 publication Critical patent/WO2009143933A2/en
Publication of WO2009143933A3 publication Critical patent/WO2009143933A3/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/002Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system
    • F24D11/003Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system combined with solar energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00Details
    • F24D19/10Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1066Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water
    • F24D19/1075Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water the system uses solar energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00Hot-water central heating systems
    • F24D3/08Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/20Climate change mitigation technologies for sector-wide applications using renewable energy

Definitions

  • the invention relates to a solar heating system and domestic hot water production independent of another energy source comprising at least one solar collector, at least one long-term interstage storage tank, allowing a use of the stored heat delayed in time, a heat transfer fluid heated to high temperatures, a centralized and automated control and control system, a temperature and pressure rise management system and a balloon with at least one heat exchanger for the production of hot water.
  • the first sub-system can be powered by solar energy, a geothermal installation or electricity produced by a biogas plant, and operates alone during the intermediate temperature period (mid-season) and the second subsystem, used in period cold, produces heat through electricity, it can be produced by a wind turbine, a biogas plant or a hydro-electric plant and the storage heaters restores it.
  • the system therefore uses several energies, especially electrical, operating temperatures are those usually used in existing installations (less than 90 0 C) and there is no heat storage for a long time for delayed use.
  • the document FR 2870928 describes a process for heating the coldest fluid, in a central heating system using fossil energy and solar energy in addition. Operating temperatures are low as specified in the title and there is no long-term thermal storage for delayed use of accumulated solar energy.
  • US 4070870 discloses a heating and air conditioning system using a machine called “absorption” and solar energy in addition.
  • the temperature of the fluid heated by solar energy is increased by a conventional heat pump before being used by the so-called “absorption” machine. This is not a heating system independent of another energy. Its operating temperatures remain below 90 ° C. and there is no long-term thermal storage allowing delayed use of the accumulated solar energy.
  • the current systems called “combined systems” or “Combi” function as follows: one or more solar thermal collectors are associated with a so-called solar balloon of high capacity (750 liters and more for example) equipped with heat exchangers and a boiler operating with traditional energy supplying the central heating network.
  • An aqueous heat transfer fluid (water + glycol in variable dilution) circulates between the solar collectors and the exchangers of the solar flask and warms the water contained in the flask which will be sent into the boiler and then into the central heating network.
  • the boiler consumes less traditional energy when it benefits from solar energy. On the other hand, it will consume more when it will not benefit from solar energy since it will have to heat a larger mass than that of a heating circuit (250 liters on average). Therefore, it becomes obvious that there is no interest in oversizing the solar storage, profits made during solar production being quickly canceled by the costs of reheating by traditional energy when there is no solar production. Thus, no inter-season storage can be envisaged with existing systems.
  • the system described below is defined as a true solar heating that can be used without recourse to another energy source, having a long-term inter-season storage allowing a use of the stored heat delayed in time and a centralized management of the productions. and uses, using a heat transfer fluid having specific physicochemical specificities, brought to high operating temperatures, heated only by solar energy and circulating in all elements of the heating system.
  • It is designed to feed a central heating network with hot water (or other heat transfer fluids), to store the heat produced, keep it warm and use it in a deferred manner over a long period. It can also be coupled to a traditional heat generator (gas, oil or electric boiler, etc.) that ensures continuity of heating in case of depletion of reserves.
  • a traditional heat generator gas, oil or electric boiler, etc.
  • the principle is to build stocks of heat transfer fluid at high temperature, maintain temperature only with solar energy for use in heating period.
  • the system is composed of high-efficiency solar thermal collectors (1) for heating a circulating coolant at high temperature, using a suitable circulation pump (P1) whose speed and flow rate are controlled as a function of the temperature at the output of the solar collectors (1), to gradually heat up the long-term heat storage tanks (R1 to Rx) whose total capacity has been determined according to the installation to be heated and the degree of autonomy desired by the 'user.
  • Long-term thermal storage tanks are multiple and of the capacity of the order of 100 liters per unit, for example, to accelerate the rise and maintenance temperature of the heat transfer fluid.
  • the long-lasting thermal storage tanks (R1 to Rx) are made of any material that retains heat and is resistant to high temperatures. Their outer part is perfectly isolated. They can be buried or installed in technical rooms, or others.
  • the system is connected to a heating network (2) (floor heating type, radiators, fan coils or fan heaters, for example, etc.) using a hot heat transfer fluid. Circulation in the heating network is ensured by a circulation pump (P2) whose speed and flow rate are controlled by the control system as a function of an indoor ambient temperature (SAI temperature sensor) and / or external sensor (temperature sensor). SAE temperature).
  • SAI temperature sensor indoor ambient temperature
  • SAE temperature temperature sensor
  • the system is connected to a domestic hot water heat exchanger (3), a circulation pump (P3) distributes the heat transfer fluid to its primary.
  • a circulation pump P3 distributes the heat transfer fluid to its primary.
  • a control system centralises all the information necessary for the optimized management of the system.
  • This system has an emergency power supply (battery, photovoltaic panels or other device producing electricity).
  • temperature sensors (S1), II records the temperature at the output of the solar collectors (1), the temperature of the top (temperature sensor SH1 to x) and of the bottom (temperature sensor SB1 to x) of each of the long-term heat storage tanks (R1 to Rx), the flow temperature to the heating circuit (temperature sensor S2), the return temperature of the heating circuit (temperature sensor S4), the ambient temperature (collector SAI temperature), outdoor temperature (SAE temperature sensor), pressures (CP1 temperature sensor) etc.
  • the user can enter his heating instructions (daily, weekly etc.).
  • the control system defines, according to all data and setpoints, the optimum operation of the system: storage only, storage and supply of the heating network, supply of the heating network alone, production of domestic hot water or combination of the three uses, by controlling the motorized valves and flows of the circulation pumps.
  • the speed of the circulation pump (P1) is controlled according to the temperature of the temperature sensor S1 and that of the circulation pump (P2) by the temperature sensors (SAE) and / or (SAI).
  • SAE temperature sensors
  • SAI temperature sensors
  • a traditional heat generator (5) exists, it is taken into account in this optimization.
  • the control system will determine the most appropriate response based on the resources available at that time. If the solar production is in progress and is sufficient, it will be partially or fully used after mixing and any surplus will be stored, if the solar production is not sufficient or zero (at night) and if the temperature of the thermal storage tanks long-term interseason (R1 to Rx) measured by the temperature sensors (SH 1 to SHx) is greater than the temperature of the heating start, the demand will be satisfied by drawing from the long-term heat storage tanks (R1 to Rx), and if the temperature of the long-term heat storage tanks is not sufficient, including for help in returning the heating circuit, then the traditional heating generator (5), if it exists, will provide the additional temperature. This description of the operation is not exhaustive.
  • a set of safety devices is mandatory (properly sized expansion tanks, safety valves, automatic air vents, non-return valves, etc.) and ensure a first level of security.
  • a system of automatic draining and filling (4) of the solar collectors (1) is installed and is controlled according to the pressures (CP1 pressure sensor) and the temperature (temperature sensor S1) at the output of the solar collectors (1).
  • the system (4) empties the solar collectors (1) in at least one tank (RD1) provided for this purpose. Draining can be partial, without stopping the system, or complete with system shutdown.
  • the system (4) will fill the solar collectors (1) with a pump (PR1) specially adapted for this purpose, the overall system remaining at room temperature. stop the time required for filling and purging the air.
  • the tank (RD1) also contains a reserve of heat transfer fluid with level indicator.
  • PCS safety setpoint pressure
  • the system (4) also makes it possible to manage the risks related to the problems of continuity of supply of electricity, the solenoid valve (EVD) being supplied by the emergency power supply of the regulation.
  • the system (4) is sized according to the installation.
  • a hydraulic separator (SH) device is used to avoid the problems generated by the use of several circulation pumps (failure, loss of power, parasitic currents, abnormal variations of differential flow and pressure, etc.). We can also separate the circuits through an exchanger but the yields will be less important.
  • the heat transfer fluid used has specific physicochemical characteristics: high boiling temperature (above 110 ° C.), low volatility, the lowest kinematic viscosity coefficient and expansion coefficient possible, to allow the use at very high temperatures for increase the degree of autonomy of long-term heat storage tanks (R1 to Rx).
  • FIG. 1 shows an application of the solar heating system used as the sole means of heating a building.
  • It comprises, as the known installations, at least one solar collector (1) with high efficiency, a heating floor (2) and a domestic hot water tank equipped with at least one heat exchanger and an electric heater (3). ).
  • it comprises at least one long-term inter-season thermal storage tank enabling the stored energy (R1) to be used in a time-delayed manner with a unitary capacity of, for example, 100 liters, of a centralized control system the entire heating system (not shown) and an automatic draining and filling system (4) of the solar collectors (1).
  • the coolant used in the circuit between sensor (1), tank (R1), floor heating (2) and primary (3) of domestic hot water has the physicochemical characteristics described above (see above).
  • Temperature sensors S1, S2, S3, S4, etc.
  • at least one pressure sensor CP1 measure temperatures and pressures at different points of the installation and transmit the values to the centralized control which controls the system. via motorized valves (V1, V2, V3, V4, etc.) depending on the measured values, basic parameters and user parameters.
  • An indoor ambient temperature sensor (SAI) and an outdoor temperature sensor (SAE) define heating demands.
  • a heating demand is triggered by the temperature sensor SAI or SAE, a temperature T1 read by the temperature sensor (S1) placed at the output of the solar collector (1) is greater than a temperature T2 detected by the temperature sensor (S2) of the floor heating (2) and lower than a temperature T3 read by a temperature sensor (SH1) placed at the top of the long-term thermal storage tank (R1).
  • the circulation pump (P1) is in operation, the distribution valve (V1) opens towards the floor heating circuit.
  • the speed of the circulation pump (P1) is determined by the regulation as a function of the temperature T1.
  • the mixing valve (V2) is mixed, the circulation pump (P2) is in operation and its speed is determined from the temperature sensors SAI and / or SAE and the valve (V3) is open to the heating floor ( 2).
  • Solar production is sent directly to the floor heating circuit (2).
  • a heating demand is triggered by the temperature sensor SAI or SAE
  • a temperature T1 read by the temperature sensor (S1) placed at the output of the solar collector (1) is greater than a temperature T2 detected by the temperature sensor (S2) starting from the heating floor (2) and greater than a temperature T3 read by a temperature sensor (SH1) placed at the top of the heating tank long-term inter-season thermal storage (R1).
  • the circulation pump (P1) is in function, the distribution valve (V1) distributes the fluid to the floor heating circuit (2) and to the long-term inter-season thermal storage tank (R1) according to the values of the sensors of SAE and SAI temperature.
  • the speed of the circulation pump (P1) is determined by the regulation as a function of the temperature T1.
  • the mixing valve (V2) is mixed, the circulation pump (P2) is in operation and its speed is determined from the temperature sensors SAI and / or SAE and the valve (V3) is open to the heating floor ( 2).
  • the solar generation is sent both to the floor heating circuit (2) and to the long term inter-season thermal storage tank (s) (R1 to Rx).
  • a heating demand is triggered by the temperature sensor SAI or SAE, the temperature T1 read by the temperature sensor (S1) placed at the output of the solar collector (1) is lower than the temperature T2 detected by the temperature sensor (S2) of the floor heating (2) and lower than the temperature T3 detected by the temperature sensor (SH1) placed at the top of the long-term heat storage tank (R1) and the temperature T3 raised by a temperature sensor (SH1) placed at the top of the long-term off-season thermal storage tank (R1) is greater than the temperature T2 measured by the heating floor temperature sensor (S2) (2).
  • Circulation pump (P1) is stopped, dispensing valve (V1) is closed. Solar production is stopped.
  • the valve (V9) opens to send the fluid stored in the long-term off-season thermal storage tank (R1) to the floor heating circuit (2) and the valve VR 1 opens for the return flow.
  • the temperature T1 detected by the temperature sensor (S1) placed at the output of the solar collector (1) is greater than the temperature T3 read by the temperature sensor. (SH1) placed at the top of the long-term inter-season thermal storage tank (R1).
  • the distribution valve (V1) distributes the fluid to the long-term off-season storage tank (s) (R1 to Rx). Solar production is fully stocked.
  • the temperature T3 detected by a temperature sensor (SH1) placed at the top of the long-term off-season thermal storage tank (R1) is greater than a set temperature (130 ° c for example) and the temperature T1 measured by the temperature sensor (S1) placed at the output of the solar collector (1) is higher than the temperature T4 read by the temperature sensor placed at the top of the sanitary tank (S3 ).
  • the circulation pump (P1) is in operation, the distribution valve (V1) distributes the fluid to the domestic hot water tank (3) through the valve (V2) mixed and the valve (V3) open and the circulation pump (P3) in operation.
  • the long-term heat storage tank (s) (R1) is in temperature and there is no heating demand, the solar production is used to heat the primary of the hot water cylinder ( 3).
  • the temperature T3 detected by a temperature sensor (SH1) placed at the top of the long-term off-season thermal storage tank (R1) is greater than a set temperature (130 ° c for example)
  • the temperature T 1 read by the temperature sensor (S1) placed at the output of the solar collector (1) is greater than a set temperature (150 ° C. for example)
  • the temperature T4 recorded by the temperature sensor (S3) placed at the top of the sanitary tank is greater than a set temperature (80 ° C., for example).
  • the solar production is stopped, the discharge solenoid valve (EVD) opens, the fluid contained in the solar collector (1) is drained into the discharge tank (RD1).
  • a variant allows this opening when a rise in pressure recorded by the pressure sensor (CP1) is greater than a set value (PC1).
  • the solenoid valve (EVD) is supplied with electricity by regulation. If a mains power failure is recorded, and if the temperature T1 measured by the temperature sensor (S1) placed at the output of the solar collector (1) is greater than a set temperature (eg 150 ° C. ) and / or if the value measured by the pressure sensor (CP1) is greater than the set pressure (PC1), then the discharge solenoid valve (EVD) is open, the fluid contained in the solar collector (1) is drained into the discharge tank (RD1). It's a security dump.
  • a set temperature eg 150 ° C.
  • PC1 set pressure
  • the temperature T1 measured by the temperature sensor (S1) placed at the output of the solar collector (1) is lower than the temperature T2 measured by the temperature sensor (S2) of the floor heating (2) and less than the temperature T3 read by the temperature sensor (SH1) placed at the top of a long-term off-season thermal storage tank (R1). Solar production is stopped.
  • the circulation pump (P1) is stopped and the valve (V1) is closed.
  • FIG. 2 shows an application of the solar heating system combined with a traditional energy boiler.
  • It comprises, as the known installations and the previous installation, at least one solar collector (1) with high efficiency, a heating floor (2) and a domestic hot water cylinder equipped with at least one heat exchanger and an electrical resistance (3).
  • it comprises at least one off-season inter-season thermal storage tank (R1) with a unit capacity of about 100 liters, for example a centralized control system that manages the entire heating system (not shown).
  • R1 off-season inter-season thermal storage tank
  • R1 with a unit capacity of about 100 liters, for example a centralized control system that manages the entire heating system (not shown).
  • a system for automatic emptying and filling (4) of solar collectors (1) and a traditional energy boiler (oil, gas, electric, wood etc.) (5) The coolant used in the circuit between solar collector (1), long-term heat storage tank (R1), underfloor heating (2), primary hot water (3) and boiler (5) has the characteristics physicochemicals previously described (see above).
  • Temperature sensors S1, S2, S3.S4 etc.
  • at least one pressure sensor CP1 measure temperatures and pressures at different locations in the plant and transmit the values to the centralized control which controls the system. via motorized valves (V1, V2, V3, V4, V5, V6, etc.) depending on the measured values, the basic parameters and the parameters of the user.
  • An indoor ambient temperature sensor (SAI) and an outdoor temperature sensor (SAE) characterize heating demands. The nine hypotheses developed above apply identically. Two additional hypotheses are added.
  • a heating demand is triggered by the temperature sensor SAI or SAE, the temperature T1 read by the temperature sensor
  • valve V5 opens to the long-term inter-season thermal storage tank (R1)
  • valve V6 opens to the boiler (5)
  • valve V3 is closed to the long-term off-season thermal storage tank (R1).
  • a heating demand is triggered by the temperature sensor SAI or SAE 1 the temperature T1 detected by the temperature sensor
  • the valve V5 opens towards the valve (V6) and the valves (V3) and (V6) open towards the boiler (5).
  • the solar heating system is fully insulated and the boiler (5) warms the heating circuit (2) in the traditional way.
  • This system can be used, for example, for heating a detached house.
  • the solar installation is sized according to the results of the study and the demands of the user in terms of autonomy of operation.
  • the capacity of the reserves is determined then the number of solar thermal collectors as well as the dimensions of the circulation pumps and the safety devices.
  • the user may choose to install a traditional heat generator immediately or later. It may also choose to use only the solar heating supplying its floor heating, for example, and use, after depletion of reserves (assuming they are not reconstituted), a fireplace or other.
  • the inter-season tanks will have a greater total capacity than with a heated floor.
  • This system can be connected to any type of heating generator: wood boiler, gas boiler, oil boiler, heat pump, etc., for example.
  • This system can provide an air conditioning aid, in summer, associated with an absorption machine via a heat exchanger, for example.
  • It can be used identically to provide heating for industrial buildings, offices, educational buildings or even heat networks, etc.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

The invention relates to a solar heating and sanitary hot water producing system separate from another energy source with long-term (interseasonal) storage and centralized management of the production and use, using a heat transfer fluid kept at high temperatures. The system consists of at least one long-term interseasonal heat transfer fluid storage tank (R1), a centralized management system optimizing production and use according to predetermined parameters, an automatic emptying and filling system (4), and a set of motorized valves and circulation pumps controlled by the management system. The system is linked to the heating network (2) (floor heating, radiators, fan coil units, etc.). The solar thermal collectors (1) heat the heat transfer fluid, which may be used for immediate supply to the heating network (2), stored in the tanks (R1), or used in a sanitary hot water processor (3). In the absence of solar production, the management system uses the stored fluid to meet heating demands. The invention can be used for individual or collective sanitary or industrial hot water heating.

Description

DESCRIPTION DESCRIPTION
Titre de l'invention : Système de chauffage solaire autonome et indépendant d'une autre source d'énergie :Title of the invention: Solar heating system autonomous and independent of another energy source:
Domaine technique :Technical area :
L'invention présentée concerne un système de chauffage solaire et de production d'eau chaude sanitaire indépendant d'une autre source d'énergie comportant au moins un capteur solaire, au moins un réservoir de stockage intersaison de longue durée, permettant une utilisation de la chaleur stockée différée dans le temps, un fluide caloporteur porté à hautes températures, un système de régulation et de pilotage centralisé et automatisé, un système de gestion des montées en températures et en pression et un ballon avec au moins un échangeur pour la production d'eau chaude sanitaire.The invention relates to a solar heating system and domestic hot water production independent of another energy source comprising at least one solar collector, at least one long-term interstage storage tank, allowing a use of the stored heat delayed in time, a heat transfer fluid heated to high temperatures, a centralized and automated control and control system, a temperature and pressure rise management system and a balloon with at least one heat exchanger for the production of hot water.
Technique antérieure : Les systèmes existants aujourd'hui se caractérisent comme une aide au chauffage traditionnel et non comme un chauffage solaire pouvant être utilisé seul. Ils ne peuvent donc pas être utilisés indépendamment d'un autre type de chauffage utilisant une énergie traditionnelle. Par exemple, dans le document EP1450108, il a été proposé une installation combinée de chauffage solaire et de production d'eau chaude sanitaire fonctionnant à la fois avec l'énergie solaire et des moyens auxiliaires de chauffage. Il en est de même pour les méthodes proposées dans les documents DE19927027 et DE4333829 par exemple. Dans un document WO0204873, il s'agit plus d'une méthode de contrôle de l'environnement qu'un véritable chauffage solaire. Le document EP1245906 présente un système de chauffage central par radiateurs composé de deux sous-systèmes pouvant fonctionner seuls ou ensemble. Le premier sous système peut être alimenté par l'énergie solaire, une installation de géothermie ou de l'électricité produite par une installation biogaz, et fonctionne seul en période de température intermédiaire (mi-saison) et le second sous système, utilisé en période froide, produit de la chaleur grâce à l'électricité, celle-ci pouvant être produite par une éolienne, une installation biogaz ou une centrale hydro- électrique et les radiateurs à accumulation la restitue. Le système utilise donc plusieurs énergies, notamment électrique, les températures de fonctionnement sont celles habituellement utilisées dans les installations existantes (inférieures à 900C) et il n'y a pas de stockage de la chaleur sur une longue période pour une utilisation différée. Le document FR 2870928 décrit un procédé de réchauffage du fluide le plus froid, dans un système de chauffage central utilisant une énergie fossile et l'énergie solaire en complément. Les températures de fonctionnement sont basses comme précisé dans le titre et il n'existe pas de stockage thermique de longue durée permettant une utilisation différée de l'énergie solaire accumulée. Le document US 4070870 décrit un système de chauffage et de climatisation utilisant une machine dite « à absorption » et l'énergie solaire en complément. La température du fluide chauffé par l'énergie solaire est raugmentée par une pompe à chaleur classique avant d'être utilisé par la machine dite « à absorption ». Ce n'est donc pas un système de chauffage indépendant d'une autre énergie. Ses températures de fonctionnement restent inférieures à 900C et il n'existe pas de stockage thermique de longue durée permettant une utilisation différée de l'énergie solaire accumulée.PRIOR ART Existing systems today are characterized as a traditional heating aid and not as a solar heating unit that can be used alone. They can not be used independently of another type of heating using traditional energy. For example, in EP1450108, it has been proposed a combined solar heating and hot water production system operating both with solar energy and auxiliary heating means. It is the same for the methods proposed in the documents DE19927027 and DE4333829 for example. In a document WO0204873, it is more of a method of environmental control than a real solar heating. EP1245906 discloses a central radiator heating system composed of two subsystems that can operate alone or together. The first sub-system can be powered by solar energy, a geothermal installation or electricity produced by a biogas plant, and operates alone during the intermediate temperature period (mid-season) and the second subsystem, used in period cold, produces heat through electricity, it can be produced by a wind turbine, a biogas plant or a hydro-electric plant and the storage heaters restores it. The system therefore uses several energies, especially electrical, operating temperatures are those usually used in existing installations (less than 90 0 C) and there is no heat storage for a long time for delayed use. The document FR 2870928 describes a process for heating the coldest fluid, in a central heating system using fossil energy and solar energy in addition. Operating temperatures are low as specified in the title and there is no long-term thermal storage for delayed use of accumulated solar energy. US 4070870 discloses a heating and air conditioning system using a machine called "absorption" and solar energy in addition. The temperature of the fluid heated by solar energy is increased by a conventional heat pump before being used by the so-called "absorption" machine. This is not a heating system independent of another energy. Its operating temperatures remain below 90 ° C. and there is no long-term thermal storage allowing delayed use of the accumulated solar energy.
Les systèmes actuels, dit « systèmes combinés » ou « Combi » fonctionnent de la façon suivante : un ou plusieurs capteurs solaires thermiques sont associés à un ballon dit solaire de forte capacité (750 litres et plus par exemple) équipé d'échangeurs et à une chaudière fonctionnant avec une énergie traditionnelle alimentant le réseau de chauffage central. Un fluide caloporteur aqueux (eau +glycol en dilution variable) circule entre les capteurs solaires et les échangeurs du ballon solaire et vient réchauffer l'eau contenue dans le ballon qui sera envoyée dans la chaudière puis dans le réseau de chauffage central. La chaudière consomme moins d'énergie traditionnelle lorsqu'elle bénéfice de l'apport solaire. Par contre, elle va consommer plus lorsqu'elle ne bénéficiera pas de l'énergie solaire puisqu'elle devra réchauffer une masse plus importante que celle d'un circuit de chauffage (250 litres en moyenne). Dès lors, il devient évident qu'il n'y a aucun intérêt à surdimensionner le stockage solaire, les bénéfices réalisés en période de production solaire étant rapidement annulés par les coûts de réchauffage par une énergie traditionnelle lorsqu'il n'y a pas de production solaire. Ainsi, aucun stockage intersaison n'est envisageable avec les systèmes existants.The current systems, called "combined systems" or "Combi" function as follows: one or more solar thermal collectors are associated with a so-called solar balloon of high capacity (750 liters and more for example) equipped with heat exchangers and a boiler operating with traditional energy supplying the central heating network. An aqueous heat transfer fluid (water + glycol in variable dilution) circulates between the solar collectors and the exchangers of the solar flask and warms the water contained in the flask which will be sent into the boiler and then into the central heating network. The boiler consumes less traditional energy when it benefits from solar energy. On the other hand, it will consume more when it will not benefit from solar energy since it will have to heat a larger mass than that of a heating circuit (250 liters on average). Therefore, it becomes obvious that there is no interest in oversizing the solar storage, profits made during solar production being quickly canceled by the costs of reheating by traditional energy when there is no solar production. Thus, no inter-season storage can be envisaged with existing systems.
Des problèmes techniques inhérents aux hautes températures (proches des températures d'ébullition) associés à l'utilisation de fluide caloporteur aqueux, rencontrés sur les installations solaires limitent le nombre de capteurs solaires thermiques utilisés. Il faut donc prévoir un système d'arrêt de la production solaire afin d'éviter les montées à très hautes températures et pression qui endommageraient l'installation.Technical problems inherent to high temperatures (close to boiling temperatures) associated with the use of aqueous heat transfer fluid, encountered on solar installations limit the number of solar thermal collectors used. It is therefore necessary to provide a system for stopping solar production in order to avoid climbs at very high temperatures and pressure which would damage the installation.
Dans les systèmes existants, la production et l'utilisation des 2 énergies (solaire et traditionnelle) sont gérées indépendamment. L'énergie traditionnelle est gérée par un système de régulation souvent intégré à la chaudière et la production solaire est gérée par un système indépendant. La production solaire et traditionnelle et la demande de chauffage ne peuvent donc pas être valablement optimisées.In existing systems, the production and use of both energies (solar and traditional) are managed independently. Traditional energy is managed by a control system often integrated with the boiler and solar production is managed by an independent system. The solar and traditional production and the heating demand can not be validly optimized.
L'on retient donc 4 principaux problèmes :There are four main problems:
Les systèmes existants ne sont pas des systèmes de chauffage solaire indépendants d'une autre source d'énergie. II n'existe aucun système de stockage intersaison de longue durée.Existing systems are not solar heating systems independent of another energy source. There is no long-term inter-season storage system.
Il n'existe pas de gestion centralisée permettant une optimisation de la production et de l'utilisation.There is no centralized management to optimize production and use.
Les contraintes liées à l'utilisation de fluide caloporteur aqueux limitent le nombre et la puissance des capteurs solaires utilisés.The constraints related to the use of aqueous heat transfer fluid limit the number and the power of the solar collectors used.
Exposé de l'invention :Presentation of the invention
Le système décrit ci-après se définit comme un véritable chauffage solaire pouvant être utilisé sans recours à une autre source d'énergie, possédant un stockage intersaison de longue durée permettant une utilisation de la chaleur stockée différée dans le temps et une gestion centralisée des productions et utilisations, utilisant un fluide caloporteur ayant des spécificités physico-chimiques précises, porté à des températures de fonctionnement élevées, chauffé uniquement par l'énergie solaire et circulant dans l'ensemble des éléments du système de chauffage.The system described below is defined as a true solar heating that can be used without recourse to another energy source, having a long-term inter-season storage allowing a use of the stored heat delayed in time and a centralized management of the productions. and uses, using a heat transfer fluid having specific physicochemical specificities, brought to high operating temperatures, heated only by solar energy and circulating in all elements of the heating system.
II est conçu pour alimenter un réseau de chauffage central à eau chaude (ou autres fluides caloporteurs), pour stocker la chaleur produite, la maintenir en température et l'utiliser de façon différée sur une longue période. Il peut aussi être couplé à un générateur de chaleur traditionnel (chaudière gaz, fioul ou électrique etc) qui permet d'assurer une continuité de chauffage en cas d'épuisement des réserves.It is designed to feed a central heating network with hot water (or other heat transfer fluids), to store the heat produced, keep it warm and use it in a deferred manner over a long period. It can also be coupled to a traditional heat generator (gas, oil or electric boiler, etc.) that ensures continuity of heating in case of depletion of reserves.
Le principe est donc de constituer des stocks de fluide caloporteur à haute température, de les maintenir en température uniquement grâce à l'énergie solaire pour les utiliser en période de chauffage. Le système est composé de capteurs solaires thermiques à hauts rendements (1) permettant de chauffer à haute température un fluide caloporteur qui circule, grâce à une pompe de circulation (P1) adaptée dont la vitesse et le débit sont pilotés en fonction de la température à la sortie des capteurs solaires (1), pour réchauffer progressivement les réservoirs de stockage thermiques intersaison de longue durée (R1 à Rx) dont la capacité totale aura été déterminée en fonction de l'installation à chauffer et du degré d'autonomie souhaité par l'utilisateur.The principle is to build stocks of heat transfer fluid at high temperature, maintain temperature only with solar energy for use in heating period. The system is composed of high-efficiency solar thermal collectors (1) for heating a circulating coolant at high temperature, using a suitable circulation pump (P1) whose speed and flow rate are controlled as a function of the temperature at the output of the solar collectors (1), to gradually heat up the long-term heat storage tanks (R1 to Rx) whose total capacity has been determined according to the installation to be heated and the degree of autonomy desired by the 'user.
Les réservoirs de stockage thermiques intersaison de longue durée (R1 à Rx) sont multiples et de capacité de l'ordre de 100 litres unitaires par exemple, afin d'accélérer les montées et le maintien en température du fluide caloporteur. Les réservoirs de stockage thermiques intersaisons de longue durée (R1 à Rx) sont en tout matériau conservant la chaleur et résistant aux hautes températures. Leur partie externe est parfaitement isolée. Ils peuvent être enterrés ou installés en locaux techniques, ou autres. Le système est raccordé à un réseau de chauffage (2) (de type plancher chauffant, radiateurs, ventiloconvecteurs ou aérothermes, par exemple, etc..) utilisant un fluide caloporteur chaud. La circulation dans le réseau chauffage est assurée par une pompe de circulation (P2) dont la vitesse et le débit sont pilotés par le système de régulation en fonction d'une température ambiante intérieure (capteur de température SAI) et/ou extérieure (capteur de température SAE).Long-term thermal storage tanks (R1 to Rx) are multiple and of the capacity of the order of 100 liters per unit, for example, to accelerate the rise and maintenance temperature of the heat transfer fluid. The long-lasting thermal storage tanks (R1 to Rx) are made of any material that retains heat and is resistant to high temperatures. Their outer part is perfectly isolated. They can be buried or installed in technical rooms, or others. The system is connected to a heating network (2) (floor heating type, radiators, fan coils or fan heaters, for example, etc.) using a hot heat transfer fluid. Circulation in the heating network is ensured by a circulation pump (P2) whose speed and flow rate are controlled by the control system as a function of an indoor ambient temperature (SAI temperature sensor) and / or external sensor (temperature sensor). SAE temperature).
Le système est raccordé à un préparateur d'eau chaude sanitaire à échangeur (3), une pompe de circulation (P3) assure la distribution du fluide caloporteur vers son primaire.The system is connected to a domestic hot water heat exchanger (3), a circulation pump (P3) distributes the heat transfer fluid to its primary.
Un système de régulation centralise l'ensemble des informations nécessaires à la gestion optimisée du système. Ce système possède une alimentation électrique de secours (batterie, panneaux photovoltaïques ou autre dispositif produisant de l'électricité). Grâce à des capteurs de températures (S1), II enregistre la température à la sortie des capteurs solaires (1), la température du haut (capteur de températures SH1 à x) et du bas (capteur de températures SB1 à x) de chacun des réservoirs de stockage thermiques intersaison de longue durée (R1 à Rx), la température de départ vers le circuit de chauffage (capteur de température S2), la température de retour du circuit de chauffage (capteur de température S4), la température ambiante (capteur de température SAI), la température extérieure (capteur de température SAE), les pressions (capteur de température CP1) etc. L'utilisateur peut entrer ses consignes de chauffage (journalières, hebdomadaires etc). Le système de régulation définit, en fonction de l'ensemble des données et des consignes, le fonctionnement optimum du système : stockage seul, stockage et alimentation du réseau de chauffage, alimentation du réseau de chauffage seul, production d'eau chaude sanitaire ou combinaison des trois utilisations, en pilotant les vannes motorisées et débits des pompes de circulation. La vitesse de la pompe de circulation (P1) est pilotée en fonction de la température du capteur de température S1 et celle de la pompe de circulation (P2) par les capteurs de températures (SAE) et/ou (SAI). Le système adapte en permanence le fonctionnement de l'installation en fonction de l'ensemble des paramètres, des différentes données.A control system centralises all the information necessary for the optimized management of the system. This system has an emergency power supply (battery, photovoltaic panels or other device producing electricity). By means of temperature sensors (S1), II records the temperature at the output of the solar collectors (1), the temperature of the top (temperature sensor SH1 to x) and of the bottom (temperature sensor SB1 to x) of each of the long-term heat storage tanks (R1 to Rx), the flow temperature to the heating circuit (temperature sensor S2), the return temperature of the heating circuit (temperature sensor S4), the ambient temperature (collector SAI temperature), outdoor temperature (SAE temperature sensor), pressures (CP1 temperature sensor) etc. The user can enter his heating instructions (daily, weekly etc.). The control system defines, according to all data and setpoints, the optimum operation of the system: storage only, storage and supply of the heating network, supply of the heating network alone, production of domestic hot water or combination of the three uses, by controlling the motorized valves and flows of the circulation pumps. The speed of the circulation pump (P1) is controlled according to the temperature of the temperature sensor S1 and that of the circulation pump (P2) by the temperature sensors (SAE) and / or (SAI). The system continuously adapts the operation of the installation according to all the parameters and the different data.
Si un générateur de chaleur traditionnel (5) existe, il est pris en compte dans cette optimisation. Ainsi, lorsqu'une demande de chauffage est enregistrée, le système de régulation déterminera la réponse la mieux adaptée en fonction des ressources disponibles à ce moment. Si la production solaire est en cours et est suffisante, elle sera partiellement ou totalement utilisée après mélange et le surplus éventuel sera stocké, si la production solaire n'est pas suffisante ou nulle (la nuit) et si la température des réservoirs de stockage thermiques intersaison de longue durée (R1 à Rx) mesurée par les capteurs de températures (SH 1 à SHx) est supérieure à la température de consigne du départ chauffage, la demande sera satisfaite en puisant dans les réservoirs de stockage thermiques intersaison de longue durée (R1 à Rx), et si la température des réservoirs de stockage thermiques intersaison de longue durée n'est pas suffisante, y compris pour une aide au retour du circuit chauffage, alors le générateur de chauffage traditionnel (5), si il existe, assurera le complément de température. Cette description du fonctionnement n'est pas exhaustive.If a traditional heat generator (5) exists, it is taken into account in this optimization. Thus, when a heating demand is recorded, the control system will determine the most appropriate response based on the resources available at that time. If the solar production is in progress and is sufficient, it will be partially or fully used after mixing and any surplus will be stored, if the solar production is not sufficient or zero (at night) and if the temperature of the thermal storage tanks long-term interseason (R1 to Rx) measured by the temperature sensors (SH 1 to SHx) is greater than the temperature of the heating start, the demand will be satisfied by drawing from the long-term heat storage tanks (R1 to Rx), and if the temperature of the long-term heat storage tanks is not sufficient, including for help in returning the heating circuit, then the traditional heating generator (5), if it exists, will provide the additional temperature. This description of the operation is not exhaustive.
Les températures atteintes grâce à l'énergie solaire pouvant être très élevées, un ensemble de dispositifs de sécurité est obligatoire (vases d'expansion correctement dimensionnés, soupapes de sécurité, purgeurs d'air automatiques, clapets de non retour etc..) et assurent un premier niveau de sécurité.Since the temperatures reached by solar energy can be very high, a set of safety devices is mandatory (properly sized expansion tanks, safety valves, automatic air vents, non-return valves, etc.) and ensure a first level of security.
Il peut être nécessaire d'arrêter la production solaire, un système de vidange et remplissage automatique (4) des capteurs solaires (1) est installé et est piloté en fonction des pressions (capteur de pression CP1) et de la température (capteur de température S1) à la sortie des capteurs solaires (1). En cas de forte montée en pression et/ou de température extrême, le système (4) vidange les capteurs solaires (1) dans au moins un réservoir (RD1) prévu à cet effet. La vidange peut être partielle, sans arrêt du système, ou complète avec arrêt du système. Dès le retour à une pression déterminée et/ou à une température précisée, le système (4) rempliera les capteurs solaires (1) à l'aide d'une pompe (PR1) spécialement adaptée à cet usage, le système global restant à l'arrêt le temps nécessaire au remplissage et à la purge de l'air. Le réservoir (RD1) contient aussi une réserve de fluide caloporteur avec indicateur de niveau. En cas de pression inférieure à une pression de consigne de sécurité (PCS) (manque de fluide caloporteur) le système de chauffage solaire est en arrêt d'urgence. Le système (4) permet aussi de gérer les risques liés aux problèmes de continuité d'alimentation en électricité, l'électrovanne (EVD) étant alimentée par l'alimentation de secours de la régulation. Le système (4) est dimensionné en fonction de l'installation.It may be necessary to stop the solar production, a system of automatic draining and filling (4) of the solar collectors (1) is installed and is controlled according to the pressures (CP1 pressure sensor) and the temperature (temperature sensor S1) at the output of the solar collectors (1). In case of a large increase in pressure and / or extreme temperature, the system (4) empties the solar collectors (1) in at least one tank (RD1) provided for this purpose. Draining can be partial, without stopping the system, or complete with system shutdown. As soon as it returns to a specified pressure and / or a specified temperature, the system (4) will fill the solar collectors (1) with a pump (PR1) specially adapted for this purpose, the overall system remaining at room temperature. stop the time required for filling and purging the air. The tank (RD1) also contains a reserve of heat transfer fluid with level indicator. In case of pressure lower than a safety setpoint pressure (PCS) (lack of coolant) the solar heating system is in emergency stop. The system (4) also makes it possible to manage the risks related to the problems of continuity of supply of electricity, the solenoid valve (EVD) being supplied by the emergency power supply of the regulation. The system (4) is sized according to the installation.
Un dispositif de séparateur hydraulique (SH) est utilisé pour éviter les problème générés par l'utilisation de plusieurs pompes de circulation (panne, perte de puissance, courants parasites, variations anormales des débits et pression différentiels, etc.). On peut également séparer les circuits grâce à un échangeur mais les rendements seront moins importants.A hydraulic separator (SH) device is used to avoid the problems generated by the use of several circulation pumps (failure, loss of power, parasitic currents, abnormal variations of differential flow and pressure, etc.). We can also separate the circuits through an exchanger but the yields will be less important.
Le fluide caloporteur utilisé possède des caractéristiques physico-chimiques précises : température d'ébullition élevée (supérieure à 110C), faible volatilité, coefficient de viscosité cinématique et coefficient de dilatation les plus faibles possibles, pour permettre l'utilisation à de très hautes températures pour accroître le degré d'autonomie des réservoirs de stockage thermiques intersaison de longue durée (R1 à Rx). Description sommaire des dessins :The heat transfer fluid used has specific physicochemical characteristics: high boiling temperature (above 110 ° C.), low volatility, the lowest kinematic viscosity coefficient and expansion coefficient possible, to allow the use at very high temperatures for increase the degree of autonomy of long-term heat storage tanks (R1 to Rx). Brief description of the drawings:
L'installation représentée à la figure 1 montre une application du système de chauffage solaire utilisé comme moyen unique de chauffage d'un bâtiment.The installation shown in Figure 1 shows an application of the solar heating system used as the sole means of heating a building.
Elle comporte, comme les installations connues, au moins un capteur solaire (1) à haut rendement, un plancher chauffant (2) et un ballon préparateur d'eau chaude sanitaire muni d'au moins un échangeur et d'une résistance électrique (3). Elle comporte en plus, au moins un réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée permettant une utilisation différée dans le temps de l'énergie stockée (R1) d'une capacité unitaire d'environ 100 litres par exemple, d'une régulation centralisée gérant la totalité de l'installation de chauffage (non représentée) et d'un système de vidange et remplissage automatique (4) des capteurs solaires (1). Le fluide caloporteur utilisé dans le circuit entre capteur (1), réservoir (R1), plancher chauffant (2) et primaire (3) de l'eau chaude sanitaire possède les caractéristiques physicochimiques décrites précédemment (voir supra). Des capteurs de température (S1 , S2, S3, S4 etc.) et au moins un capteur de pression (CP1 ) mesurent les températures et les pressions à différents points de l'installation et transmettent les valeurs à la régulation centralisée qui pilote le système par l'intermédiaire de vannes motorisées (V1 , V2, V3, V4, etc.) en fonction des valeurs relevées, des paramètres de base et des paramètres de l'utilisateur. Un capteur de température ambiante intérieure (SAI) et un capteur de température extérieure (SAE) définissent les demandes de chauffage.It comprises, as the known installations, at least one solar collector (1) with high efficiency, a heating floor (2) and a domestic hot water tank equipped with at least one heat exchanger and an electric heater (3). ). In addition, it comprises at least one long-term inter-season thermal storage tank enabling the stored energy (R1) to be used in a time-delayed manner with a unitary capacity of, for example, 100 liters, of a centralized control system the entire heating system (not shown) and an automatic draining and filling system (4) of the solar collectors (1). The coolant used in the circuit between sensor (1), tank (R1), floor heating (2) and primary (3) of domestic hot water has the physicochemical characteristics described above (see above). Temperature sensors (S1, S2, S3, S4, etc.) and at least one pressure sensor (CP1) measure temperatures and pressures at different points of the installation and transmit the values to the centralized control which controls the system. via motorized valves (V1, V2, V3, V4, etc.) depending on the measured values, basic parameters and user parameters. An indoor ambient temperature sensor (SAI) and an outdoor temperature sensor (SAE) define heating demands.
Dans une première hypothèse, une demande de chauffage est déclenchée par le capteur de température SAI ou SAE, une température T1 relevée par le capteur de température (S1) placé à la sortie du capteur solaire (1) est supérieure à une température T2 relevée par le capteur de température (S2) de départ du plancher chauffant (2) et inférieure à une température T3 relevée par un capteur de température (SH1) placée en haut du réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée (R1). La pompe de circulation (P1) est en fonction, la vanne de distribution (V1) s'ouvre vers le circuit plancher chauffant. La vitesse de la pompe de circulation (P1) est déterminée par la régulation en fonction de la température T1. La vanne de mélange (V2) est en mélange, la pompe de circulation (P2) est en fonction et sa vitesse est déterminée à partir des capteurs de températures SAI et/ou SAE et la vanne (V3) est ouverte vers le plancher chauffant (2). La production solaire est envoyée directement vers le circuit plancher chauffant (2).In a first hypothesis, a heating demand is triggered by the temperature sensor SAI or SAE, a temperature T1 read by the temperature sensor (S1) placed at the output of the solar collector (1) is greater than a temperature T2 detected by the temperature sensor (S2) of the floor heating (2) and lower than a temperature T3 read by a temperature sensor (SH1) placed at the top of the long-term thermal storage tank (R1). The circulation pump (P1) is in operation, the distribution valve (V1) opens towards the floor heating circuit. The speed of the circulation pump (P1) is determined by the regulation as a function of the temperature T1. The mixing valve (V2) is mixed, the circulation pump (P2) is in operation and its speed is determined from the temperature sensors SAI and / or SAE and the valve (V3) is open to the heating floor ( 2). Solar production is sent directly to the floor heating circuit (2).
Dans une seconde hypothèse, une demande de chauffage est déclenchée par le capteur de température SAI ou SAE, une température T1 relevée par le capteur de température (S1) placée à la sortie du capteur solaire (1) est supérieure à une température T2 relevée par le capteur de température (S2) de départ du plancher chauffant (2) et supérieure à une température T3 relevée par un capteur de température (SH1) placé en haut du réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée (R1). La pompe de circulation (P1) est en fonction, la vanne de distribution (V1) distribue le fluide vers le circuit plancher chauffant (2) et vers le réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée (R1) en fonction des valeurs des capteurs de température SAE et SAI. La vitesse de la pompe de circulation (P1) est déterminée par la régulation en fonction de la température T1. La vanne de mélange (V2) est en mélange, la pompe de circulation (P2) est en fonction et sa vitesse est déterminée à partir des capteurs de températures SAI et/ou SAE et la vanne (V3) est ouverte vers le plancher chauffant (2). La production solaire est à la fois envoyée vers le circuit plancher chauffant (2) et vers le(s) réservoir(s) de stockage thermique intersaison de longue durée (R1 à Rx).In a second hypothesis, a heating demand is triggered by the temperature sensor SAI or SAE, a temperature T1 read by the temperature sensor (S1) placed at the output of the solar collector (1) is greater than a temperature T2 detected by the temperature sensor (S2) starting from the heating floor (2) and greater than a temperature T3 read by a temperature sensor (SH1) placed at the top of the heating tank long-term inter-season thermal storage (R1). The circulation pump (P1) is in function, the distribution valve (V1) distributes the fluid to the floor heating circuit (2) and to the long-term inter-season thermal storage tank (R1) according to the values of the sensors of SAE and SAI temperature. The speed of the circulation pump (P1) is determined by the regulation as a function of the temperature T1. The mixing valve (V2) is mixed, the circulation pump (P2) is in operation and its speed is determined from the temperature sensors SAI and / or SAE and the valve (V3) is open to the heating floor ( 2). The solar generation is sent both to the floor heating circuit (2) and to the long term inter-season thermal storage tank (s) (R1 to Rx).
Dans une troisième hypothèse, une demande de chauffage est déclenchée par le capteur de température SAI ou SAE, la température T1 relevée par le capteur de température (S1) placé à la sortie du capteur solaire (1) est inférieure à la température T2 relevée par le capteur de température (S2) de départ du plancher chauffant (2) et inférieure à la température T3 relevée par le capteur de température (SH1) placé en haut du réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée (R1) et la température T3 relevée par un capteur de température (SH1) placé en haut du réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée (R1) est supérieure à la température T2 relevée par le capteur de température (S2) de départ du plancher chauffant (2). La pompe de circulation (P1) est à l'arrêt, la vanne de distribution (V1) est fermée. La production solaire est arrêtée. La vanne (V9) s'ouvre pour envoyer le fluide stocké dans le réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée (R1) vers le circuit plancher chauffant (2) et la vanne VR 1 s'ouvre pour le passage du retour.In a third hypothesis, a heating demand is triggered by the temperature sensor SAI or SAE, the temperature T1 read by the temperature sensor (S1) placed at the output of the solar collector (1) is lower than the temperature T2 detected by the temperature sensor (S2) of the floor heating (2) and lower than the temperature T3 detected by the temperature sensor (SH1) placed at the top of the long-term heat storage tank (R1) and the temperature T3 raised by a temperature sensor (SH1) placed at the top of the long-term off-season thermal storage tank (R1) is greater than the temperature T2 measured by the heating floor temperature sensor (S2) (2). Circulation pump (P1) is stopped, dispensing valve (V1) is closed. Solar production is stopped. The valve (V9) opens to send the fluid stored in the long-term off-season thermal storage tank (R1) to the floor heating circuit (2) and the valve VR 1 opens for the return flow.
Dans une quatrième hypothèse, il n'y a pas de demande de chauffage, la température T1 relevée par le capteur de température (S1) placé à la sortie du capteur solaire (1) est supérieure à la température T3 relevée par le capteur de température (SH1) placé en haut du réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée (R1). La pompe de circulationIn a fourth hypothesis, there is no heating demand, the temperature T1 detected by the temperature sensor (S1) placed at the output of the solar collector (1) is greater than the temperature T3 read by the temperature sensor. (SH1) placed at the top of the long-term inter-season thermal storage tank (R1). The circulation pump
(P1) est en fonction, la vanne de distribution (V1) distribue le fluide vers le(s) réservoir(s) de stockage de stockage thermique intersaison de longue durée (R1 à Rx). La production solaire est entièrement stockée.(P1) is in function, the distribution valve (V1) distributes the fluid to the long-term off-season storage tank (s) (R1 to Rx). Solar production is fully stocked.
Dans une cinquième hypothèse, il n'y a pas de demande de chauffage, la température T3 relevée par un capteur de température (SH1) placé en haut du réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée (R1) est supérieure à une température de consigne (130°c par exemple) et la température T1 relevée par le capteur de température (S1) placé à la sortie du capteur solaire (1) est supérieure à la température T4 relevée par le capteur de température placé en haut de ballon sanitaire (S3). La pompe de circulation (P1) est en fonction, la vanne de distribution (V1 ) distribue le fluide vers le ballon préparateur d'eau chaude sanitaire (3) par la vanne (V2) en mélange et la vanne (V3) ouverte et la pompe de circulation (P3) en fonctionnement. Le(s) réservoir(s) de stockage thermique intersaison de longue durée (R1) est en température et il n'y a pas de demande de chauffage, la production solaire est utilisée pour chauffer le primaire du préparateur d'eau chaude sanitaire (3).In a fifth hypothesis, there is no heating demand, the temperature T3 detected by a temperature sensor (SH1) placed at the top of the long-term off-season thermal storage tank (R1) is greater than a set temperature (130 ° c for example) and the temperature T1 measured by the temperature sensor (S1) placed at the output of the solar collector (1) is higher than the temperature T4 read by the temperature sensor placed at the top of the sanitary tank (S3 ). The circulation pump (P1) is in operation, the distribution valve (V1) distributes the fluid to the domestic hot water tank (3) through the valve (V2) mixed and the valve (V3) open and the circulation pump (P3) in operation. The long-term heat storage tank (s) (R1) is in temperature and there is no heating demand, the solar production is used to heat the primary of the hot water cylinder ( 3).
Dans une sixième hypothèse, il n'y a pas de demande de chauffage, la température T3 relevée par un capteur de température (SH1) placé en haut du réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée (R1) est supérieure à une température de consigne (130°c par exemple), la température Tï relevée par le capteur de température (S1) placé à la sortie du capteur solaire (1) est supérieure à une température de consigne (1500C par exemple), la température T4 relevée par le capteur de température (S3) placé en haut de ballon sanitaire est supérieure à une température de consigne (800C par exemple). La production solaire est arrêtée, l'électrovanne (EVD) de décharge s'ouvre, le fluide contenu dans le capteur solaire (1) est vidangé dans le réservoir de décharge (RD1). Une variante permet cette ouverture quand une montée en pression enregistrée par le capteur de pression (CP1) est supérieure à une valeur de consigne (PC1).In a sixth hypothesis, there is no heating demand, the temperature T3 detected by a temperature sensor (SH1) placed at the top of the long-term off-season thermal storage tank (R1) is greater than a set temperature (130 ° c for example), the temperature T 1 read by the temperature sensor (S1) placed at the output of the solar collector (1) is greater than a set temperature (150 ° C. for example), the temperature T4 recorded by the temperature sensor (S3) placed at the top of the sanitary tank is greater than a set temperature (80 ° C., for example). The solar production is stopped, the discharge solenoid valve (EVD) opens, the fluid contained in the solar collector (1) is drained into the discharge tank (RD1). A variant allows this opening when a rise in pressure recorded by the pressure sensor (CP1) is greater than a set value (PC1).
Lorsque la valeur relevée par le capteur de pression (CP1) est comprise entre une pression de consigne (PC2) et une fois et demi cette valeur, le circulateur (PR1) est en service, l'électrovanne (EVD) est fermée, le fluide est renvoyé dans le capteur solaire (1).When the value measured by the pressure sensor (CP1) is between a set pressure (PC2) and one and a half times this value, the circulator (PR1) is in operation, the solenoid valve (EVD) is closed, the fluid is returned to the solar collector (1).
Dans une septième hypothèse, l'électrovanne (EVD) est alimentée en électricité par la régulation. Si une coupure de l'alimentation électrique du réseau est enregistrée, et si la température T1 relevée par le capteur de température (S1) placé à la sortie du capteur solaire (1) est supérieure à une température de consigne (1500C par exemple) et/ou si la valeur relevée par le capteur de pression (CP1) est supérieure à la pression de consigne (PC1), alors l'électrovanne (EVD) de décharge est ouverte, le fluide contenu dans le capteur solaire (1) est vidangé dans le réservoir de décharge (RD1). C'est une décharge de sécurité.In a seventh hypothesis, the solenoid valve (EVD) is supplied with electricity by regulation. If a mains power failure is recorded, and if the temperature T1 measured by the temperature sensor (S1) placed at the output of the solar collector (1) is greater than a set temperature (eg 150 ° C. ) and / or if the value measured by the pressure sensor (CP1) is greater than the set pressure (PC1), then the discharge solenoid valve (EVD) is open, the fluid contained in the solar collector (1) is drained into the discharge tank (RD1). It's a security dump.
Dans une huitième hypothèse, la température T1 relevée par le capteur de température (S1) placé à la sortie du capteur solaire (1 ) est inférieure à la température T2 relevée par le capteur de température (S2) de départ du plancher chauffant (2) et inférieure à la température T3 relevée par le capteur de température (SH1) placé en haut d'un réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée (R1). La production solaire est stoppée. La pompe de circulation (P1) est arrêtée et la vanne (V1) est fermée.In an eighth hypothesis, the temperature T1 measured by the temperature sensor (S1) placed at the output of the solar collector (1) is lower than the temperature T2 measured by the temperature sensor (S2) of the floor heating (2) and less than the temperature T3 read by the temperature sensor (SH1) placed at the top of a long-term off-season thermal storage tank (R1). Solar production is stopped. The circulation pump (P1) is stopped and the valve (V1) is closed.
Dans une neuvième hypothèse, il existe plusieurs réservoirs de stockage thermiques intersaison de longue durée (R1 à Rx). La régulation doit déterminer le réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée (Rx) à compléter en température. Elle compare les valeurs relevées par les capteurs de températures placées en haut de chacun des réservoirs de stockage thermique intersaison de longue durée (SH1 à SHx) et déterminer la valeur minimum. Le réservoir présentant cette valeur minimum sera le lieu de stockage jusqu'à ce que le différentiel entre la nouvelle valeur relevée par le capteur de température (SHx) en haut de ce réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée (Rx) et la température T1 relevée par le capteur de température (S1) placé à la sortie du capteur solaire (1) soit inférieure ou égale à 100C environ.In a ninth hypothesis, there are several long-term thermal storage tanks of long duration (R1 to Rx). The regulation must determine the long-term inter-season thermal storage tank (Rx) to be completed in temperature. She compares readings from the temperature sensors at the top of each of the long-term inter-season thermal storage tanks (SH1 to SHx) and determine the minimum value. The tank with this minimum value will be the storage location until the differential between the new value measured by the temperature sensor (SHx) at the top of this long-term inter-season thermal storage tank (Rx) and the temperature T1 detected by the temperature sensor (S1) placed at the output of the solar collector (1) is less than or equal to approximately 10 ° C.
L'installation représentée à la figure 2 montre une application du système de chauffage solaire combiné avec une chaudière à énergie traditionnelle.The installation shown in Figure 2 shows an application of the solar heating system combined with a traditional energy boiler.
Elle comporte, comme les installations connues et l'installation précédente, au moins un capteur solaire (1) à haut rendement, un plancher chauffant (2) et un ballon préparateur d'eau chaude sanitaire muni d'au moins un échangeur et d'une résistance électrique (3). Elle comporte en plus, au moins un réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée intersaison (R1) d'une capacité unitaire d'environ 100 litres, par exemple, une régulation centralisée gérant la totalité de l'installation de chauffage (non représentée), un système de vidange et de remplissage automatique (4) des capteurs solaires (1) et une chaudière à énergie traditionnelle (fioul, gaz, électrique, bois etc) (5). Le fluide caloporteur utilisé dans le circuit entre capteur solaire (1), réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée (R1), plancher chauffant (2), primaire de l'eau chaude sanitaire (3) et chaudière (5) possède les caractéristiques physico-chimiques décrites précédemment (voir supra). Des capteurs de température (S1, S2, S3.S4 etc.) et au moins un capteur de pression (CP1) mesurent les températures et les pression à différents endroits de l'installation et transmettent les valeurs à la régulation centralisée qui pilote le système par l'intermédiaire de vannes motorisées (V1, V2, V3, V4, V5, V6 etc.) en fonction des valeurs relevées, des paramètres de base et des paramètres de l'utilisateur. Un capteur de température ambiante intérieure (SAI) et un capteur de température extérieure (SAE) caractérisent les demandes de chauffage. Les neuf hypothèses développées ci-dessus s'appliquent à l'identique. Deux hypothèses supplémentaires viennent s'ajouter.It comprises, as the known installations and the previous installation, at least one solar collector (1) with high efficiency, a heating floor (2) and a domestic hot water cylinder equipped with at least one heat exchanger and an electrical resistance (3). In addition, it comprises at least one off-season inter-season thermal storage tank (R1) with a unit capacity of about 100 liters, for example a centralized control system that manages the entire heating system (not shown). , a system for automatic emptying and filling (4) of solar collectors (1) and a traditional energy boiler (oil, gas, electric, wood etc.) (5). The coolant used in the circuit between solar collector (1), long-term heat storage tank (R1), underfloor heating (2), primary hot water (3) and boiler (5) has the characteristics physicochemicals previously described (see above). Temperature sensors (S1, S2, S3.S4 etc.) and at least one pressure sensor (CP1) measure temperatures and pressures at different locations in the plant and transmit the values to the centralized control which controls the system. via motorized valves (V1, V2, V3, V4, V5, V6, etc.) depending on the measured values, the basic parameters and the parameters of the user. An indoor ambient temperature sensor (SAI) and an outdoor temperature sensor (SAE) characterize heating demands. The nine hypotheses developed above apply identically. Two additional hypotheses are added.
Dans une première hypothèse supplémentaire, une demande de chauffage est déclenchée par la capteur de température SAI ou SAE, la température T1 relevée par le capteur de températureIn a first additional hypothesis, a heating demand is triggered by the temperature sensor SAI or SAE, the temperature T1 read by the temperature sensor
(51) placé à la sortie du capteur solaire (1) est inférieure à la température T2 relevée par le capteur de température (S2) de départ du plancher chauffant (2), la température T3 relevée par le capteur de température (SH1) placé en haut du réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée (R1) est inférieure à la température T2 relevée par le capteur de température(51) placed at the output of the solar collector (1) is lower than the temperature T2 measured by the temperature sensor (S2) of the floor heating (2), the temperature T3 detected by the temperature sensor (SH1) placed at the top of the long-term inter-season thermal storage tank (R1) is lower than the temperature T2 detected by the temperature sensor
(52) de départ du plancher chauffant (2) et est supérieure à la température T5 relevée par le capteur de température (S4) placé sur le retour du circuit plancher chauffant (2). La vanne V5 s'ouvre vers le réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée (R1), la vanne V6 s'ouvre vers la chaudière (5) et la vanne V3 est fermée vers le réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée (R1). La production solaire stockée aide la chaudière traditionnelle (5) par le retour chauffage.(52) of the floor heating (2) and is greater than the temperature T5 raised by the temperature sensor (S4) placed on the return of the floor heating circuit (2). The valve V5 opens to the long-term inter-season thermal storage tank (R1), valve V6 opens to the boiler (5) and valve V3 is closed to the long-term off-season thermal storage tank (R1). Stored solar production helps the traditional boiler (5) by the return heating.
Dans une seconde hypothèse supplémentaire, une demande de chauffage est déclenchée par le capteur de température SAI ou SAE1 la température T1 relevée par le capteur de températureIn a second additional hypothesis, a heating demand is triggered by the temperature sensor SAI or SAE 1 the temperature T1 detected by the temperature sensor
(51) placé à la sortie du capteur solaire (1) est inférieure à la température T2 relevée par le capteur de température (S2) de départ du plancher chauffant (2), la température T3 relevée par un capteur de température (SH1) placé en haut du réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée (R1) est inférieure à la température T2 relevée par le capteur de température(51) placed at the output of the solar collector (1) is lower than the temperature T2 measured by the temperature sensor (S2) of the floor heating (2), the temperature T3 read by a temperature sensor (SH1) placed at the top of the long-term inter-season thermal storage tank (R1) is lower than the temperature T2 detected by the temperature sensor
(52) de départ du plancher chauffant (2) et est inférieure à la température T5 relevée par le capteur de température (S4) placée sur le retour du circuit plancher chauffant (2). La vanne V5 s'ouvre vers la vanne (V6) et les vannes (V3) et (V6) s'ouvre vers la chaudière (5). Le système de chauffage solaire est entièrement isolé et la chaudière (5) réchauffe le circuit chauffage (2) de façon traditionnelle.(52) of the floor heating (2) and is lower than the temperature T5 read by the temperature sensor (S4) placed on the return of the floor heating circuit (2). The valve V5 opens towards the valve (V6) and the valves (V3) and (V6) open towards the boiler (5). The solar heating system is fully insulated and the boiler (5) warms the heating circuit (2) in the traditional way.
Ces hypothèses ne sont pas exhaustives.These assumptions are not exhaustive.
Manières de réaliser l'invention :Ways to realize the invention:
Ce système peut être utilisé, par exemple, pour le chauffage d'une maison individuelle. Après réalisation de l'étude de chauffage, l'installation solaire est dimensionnée en fonction des résultats de l'étude et des demandes de l'utilisateur en terme d'autonomie de fonctionnement. Ainsi, la capacité des réserves est déterminée puis le nombre de capteurs solaires thermiques ainsi que les dimensionnements des pompes de circulation et des dispositifs de sécurité.This system can be used, for example, for heating a detached house. After completion of the heating study, the solar installation is sized according to the results of the study and the demands of the user in terms of autonomy of operation. Thus, the capacity of the reserves is determined then the number of solar thermal collectors as well as the dimensions of the circulation pumps and the safety devices.
L'utilisateur pourra choisir d'installer un générateur de chaleur traditionnel immédiatement ou plus tard. Il pourra de même choisir de n'utiliser que le chauffage solaire alimentant son plancher chauffant, par exemple, et utiliser, après épuisement des réserves (en supposant qu'elles ne soient pas reconstituées), une cheminée ou autre.The user may choose to install a traditional heat generator immediately or later. It may also choose to use only the solar heating supplying its floor heating, for example, and use, after depletion of reserves (assuming they are not reconstituted), a fireplace or other.
Dans le cas d'une installation de chauffage avec des radiateurs, les réservoirs intersaisons seront d'une capacité totale plus importante qu'avec un plancher chauffant.In the case of a heating installation with radiators, the inter-season tanks will have a greater total capacity than with a heated floor.
Possibilités d'applications industrielles : Ce système peut être connecté à n'importe quel type de générateur de chauffage : chaudière bois, chaudière gaz, chaudière fioul, pompe à chaleur, etc., par exemple. Ce système peut assurer une aide à la climatisation, en été, associé à une machine à absorption par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur, par exemple.Possibilities of industrial applications: This system can be connected to any type of heating generator: wood boiler, gas boiler, oil boiler, heat pump, etc., for example. This system can provide an air conditioning aid, in summer, associated with an absorption machine via a heat exchanger, for example.
Il peut être de même utilisé pour fournir de grandes quantités d'eau chaude sanitaire (ou d'eau chaude industrielle), les réservoirs de stockages étant utilisés uniquement dans ce but.It can also be used to supply large quantities of domestic hot water (or industrial hot water), the storage tanks being used only for this purpose.
Il peut être identiquement utilisé pour fournir le chauffage d'immeubles industriels, de bureaux, de bâtiments d'enseignement ou même de réseaux de chaleur, etc. It can be used identically to provide heating for industrial buildings, offices, educational buildings or even heat networks, etc.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de chauffage solaire comportant au moins un capteur solaire (1 ) caractérisé en ce qu'il soit indépendant d'une autre source d'énergie et qu'il possède au moins un réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée permettant une utilisation différée dans le temps de l'énergie stockée (R1 à Rx) et utilisant un fluide caloporteur porté à hautes températures et chauffé uniquement par l'énergie solaire.1. Solar heating system comprising at least one solar collector (1) characterized in that it is independent of another energy source and that it has at least one long-term inter-season thermal storage tank allowing a use delayed in time stored energy (R1 to Rx) and using a heat transfer fluid heated to high temperatures and heated only by solar energy.
2. Système de chauffage solaire indépendant d'une autre source d'énergie selon la revendication 1 caractérisé en ce que le fluide caloporteur supportant les hautes températures a une température d'ébullition supérieure à 1100C.2. solar heating system independent of another energy source according to claim 1 characterized in that the heat-carrying fluid supporting high temperatures has a boiling temperature above 110 0 C.
3. Système de chauffage solaire indépendant d'une autre source d'énergie selon les revendications 1à 2, caractérisé en ce que le fluide caloporteur circule dans l'ensemble des éléments du système de chauffage ou seulement dans une partie.Solar heating system independent of another energy source according to claims 1 to 2, characterized in that the heat transfer fluid circulates in all the elements of the heating system or only in a part.
4. Système de chauffage solaire indépendant d'une autre source d'énergie selon les revendications 1à 3, caractérisé en ce qu'il possède un système de régulation centralisé et automatisé contrôlant à la fois la régulation du circuit de production d'énergie solaire et les utilisations dans le circuit de chauffage.4. Solar heating system independent of another energy source according to claims 1 to 3, characterized in that it has a centralized and automated control system controlling both the regulation of the solar energy production circuit and uses in the heating circuit.
5. Système de chauffage solaire indépendant d'une autre source d'énergie selon les revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il existe un système de vidange et de remplissage automatique (4) des capteurs solaires comportant au moins un réservoir de décharge (RD1).5. solar heating system independent of another energy source according to claims 1 to 4 characterized in that there is a system for automatic emptying and filling (4) solar collectors comprising at least one discharge tank ( RD1).
6. Système de chauffage solaire indépendant d'une autre source d'énergie selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un capteur de température (S1) enregistre la température à la sortie des capteurs solaires (1), que d'au moins un capteur de température (SH 1 à SHx) enregistre la température du haut de chacun des réservoirs de stockage thermiques intersaison de longue durée (R1 à Rx), qu'au moins un capteur de température (SB1 à SBx) enregistre la température du bas de chacun des réservoirs de stockage thermiques intersaison de longue durée (R1 à Rx), qu'un capteur de température6. Solar heating system independent of another energy source according to claims 1 to 5, characterized in that a temperature sensor (S1) records the temperature at the output of the solar collectors (1), that of at least one temperature sensor (SH 1 to SHx) records the temperature at the top of each of the long term heat storage tanks (R1 to Rx), at least one temperature sensor (SB1 to SBx) records the temperature the bottom of each of the long-term heat storage tanks (R1 to Rx), a temperature sensor
(S2) enregistre la température de départ vers le circuit de chauffage (2), qu'un capteur de température(S3) enregistre la température du primaire eau chaude sanitaire (3), qu'un capteur de température (S4) enregistre la température de retour du circuit de chauffage (2), qu'un capteur de température (SAI) enregistre la température ambiante intérieure, qu'un capteur de température (SAE) enregistre la température extérieure et qu'au moins un capteur de pression enregistre la pression de l'installation.(S2) records the flow temperature to the heating circuit (2), a temperature sensor (S3) records the temperature of the domestic hot water (3), a temperature sensor (S4) records the temperature return of the heating circuit (2), a temperature sensor (SAI) records the indoor temperature, a temperature sensor (SAE) records the outdoor temperature and at least one pressure sensor records the system pressure.
7. Système de chauffage solaire indépendant d'une autre source d'énergie selon les revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le système de régulation comprend une pompe de circulation (P1) dont la vitesse est pilotée par la température T1 enregistrée par le capteur de température (S1) et une pompe de circulation (P2) dont la vitesse est pilotée en fonction de la température T2 du capteur de température (SAE) et/ou (SAI).7. solar heating system independent of another energy source according to claims 1 to 6 characterized in that the control system comprises a circulation pump (P1) whose speed is controlled by the temperature T1 recorded by the sensor of temperature (S1) and a circulation pump (P2) whose speed is controlled according to the temperature T2 of the temperature sensor (SAE) and / or (SAI).
8. Système de chauffage solaire indépendant d'une autre source d'énergie selon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'en l'absence d'une demande de chauffage (capteur de températures SAE ou/et SAI), qu'une température T3 relevée par un capteur de température (SH1) placé en haut du réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée (R1) soit supérieure à une température de consigne (1300C par exemple), qu'une température T1 relevée par le capteur de température (S1) placé à la sortie du capteur solaire (1) soit supérieure à une température de consigne (1500C par exemple) et qu'une température T4 relevée par le capteur de température (S3) placé en haut de ballon sanitaire (3) supérieure à une température de consigne (800C par exemple), la production solaire est arrêtée, l'électrovanne (EVD) de décharge s'ouvre, le fluide contenu dans le capteur solaire8. Solar heating system independent of another energy source according to claims 1 to 7, characterized in that in the absence of a heating demand (SAE temperature sensor and / or SAI), that a temperature T3 read by a temperature sensor (SH1) placed at the top of the long-term off-season thermal storage tank (R1) is greater than a set temperature (130 ° C. for example), a temperature T1 detected by the temperature sensor (S1) placed at the output of the solar collector (1) is greater than a set temperature (150 ° C. for example) and a temperature T4 read by the temperature sensor (S3) placed at the top of the balloon sanitary (3) higher than a set temperature (80 ° C for example), the solar production is stopped, the solenoid valve (EVD) discharge opens, the fluid contained in the solar collector
(1) est vidangé dans le réservoir de décharge (RD1).(1) is drained into the discharge tank (RD1).
9. Système de chauffage solaire indépendant d'une autre source d'énergie selon les revendications 1 à 8 caractérisé en ce que lorsque la pression relevée par le capteur de pression (CP1) est supérieure à une pression de consigne (PC1), l'électrovanne (EVD) de décharge s'ouvre, le fluide contenu dans le capteur solaire (1) est vidangé dans le réservoir de décharge (RD1).9. solar heating system independent of another energy source according to claims 1 to 8 characterized in that when the pressure detected by the pressure sensor (CP1) is greater than a set pressure (PC1), the Solenoid valve (EVD) discharge opens, the fluid contained in the solar collector (1) is drained into the discharge tank (RD1).
10. Système de chauffage solaire indépendant d'une autre source d'énergie selon les revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'électrovanne (EVD) est alimentée en électricité par l'alimentation de secours de la régulation, et qu'en cas de coupure de l'alimentation électrique du réseau et que si la température T1 relevée par le capteur de température (S1) placé à la sortie du capteur solaire (1) est supérieure à une température de consigne (1500C par exemple) et que si la valeur relevée par le capteur de pression (CP 1) est supérieure à une pression de consigne (PC1), alors l'électrovanne (EVD) de décharge s'ouvre, le fluide contenu dans le capteur solaire (1) est vidangé dans le réservoir de décharge (RD1) pour une décharge de sécurité. 10. Solar heating system independent of another energy source according to claims 1 to 9, characterized in that the solenoid valve (EVD) is supplied with electricity by the emergency power supply of the regulation, and that when the mains power supply is cut off and if the temperature T1 measured by the temperature sensor (S1) placed at the output of the solar collector (1) is greater than a set temperature (150 ° C. for example) and if the value measured by the pressure sensor (CP 1) is higher than a set pressure (PC1), then the discharge solenoid valve (EVD) opens, the fluid contained in the solar collector (1) is drained in the discharge tank (RD1) for a safety discharge.
11. Système de chauffage solaire indépendant d'une autre source d'énergie selon les revendications 1 à 10 caractérisé en ce que quand la valeur relevée par le capteur de pression (CP1) est comprise entre 1 fois et 1 fois et demi une pression de consigne (PC2), alors l'électrovanne (EVD) est fermée, le circulateur (PR1) est en service et le fluide est rechargé dans le capteur solaire (1 ).11. solar heating system independent of another energy source according to claims 1 to 10 characterized in that when the value recorded by the pressure sensor (CP1) is between 1 time and 1 time and a half pressure of set point (PC2), then the solenoid valve (EVD) is closed, the circulator (PR1) is in operation and the fluid is recharged in the solar collector (1).
12. Système de chauffage solaire indépendant d'une autre source d'énergie selon les revendications 1 à 11 , caractérisé en ce que le réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée à compléter en température est déterminé en comparant les valeurs relevées par les capteurs de température (SH1 à SHx ) placés en haut de chacun des réservoirs de stockage thermiques intersaison de longue durée (R1 à Rx) en sélectionnant le réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée (R..) présentant cette valeur minimum jusqu'à ce que le différentiel entre la nouvelle valeur relevée par le capteur de température en haut de ce réservoir de stockage thermique intersaison de longue durée et la température T1 relevée par le capteur de température (S1) placé à la sortie du capteur solaire (1) soit inférieure ou égale à 100C environ.12. solar heating system independent of another energy source according to claims 1 to 11, characterized in that the long-term thermal storage inter-season storage tank to be completed in temperature is determined by comparing the values recorded by the sensors of temperature (SH1 to SHx) placed at the top of each of the long-term inter-season thermal storage tanks (R1 to Rx) by selecting the long-term inter-season thermal storage tank (R ..) having this minimum value until the differential between the new value measured by the temperature sensor at the top of this long-term off-season thermal storage tank and the temperature T1 measured by the temperature sensor (S1) placed at the output of the solar collector (1) is lower or equal to about 10 ° C.
13. Utilisation du système de chauffage solaire indépendant d'une autre source d'énergie selon les revendications 1 à 12 caractérisé en ce qu'il peut alimenter directement tout réseau de chauffage utilisant un fluide caloporteur chaud (plancher chauffant, radiateurs, aérothermes, ventilo-convecteurs, etc) ou réseau de production d'eau chaude sanitaire ou industrielle.13. Use of the solar heating system independent of another energy source according to claims 1 to 12 characterized in that it can directly supply any heating network using a hot heat transfer fluid (floor heating, radiators, fan heaters, fan coil). -convectors, etc.) or domestic or industrial hot water production network.
14. Utilisation du système de chauffage solaire indépendant d'une autre source d'énergie selon les revendications 1 à 12 caractérisé en ce qu'il peut être couplé à tout type de générateur de chaleur complémentaire (chaudière bois, chaudière gaz, chaudière fioul, pompe à chaleur, machine à absorption, etc.) et pouvant être raccordé sur un réseau de chauffage par fluide caloporteur (plancher chauffant, radiateurs, aérothermes, ventilo-convecteurs, etc.).14. Use of the solar heating system independent of another energy source according to claims 1 to 12 characterized in that it can be coupled to any type of complementary heat generator (wood boiler, gas boiler, oil boiler, heat pump, absorption machine, etc.) which can be connected to a heating fluid heating system (underfloor heating, radiators, air heaters, fan coil units, etc.).
15. Utilisation du système de chauffage solaire indépendant d'une autre source d'énergie selon les revendications 1 à 12 caractérisé en ce qu'il peut être couplé à tout type de générateur de froid complémentaire (pompe à chaleur, machine à absorption, etc.) pour produire du froid pour toute utilisation (climatisation, froid, etc....). 15. Use of the solar heating system independent of another energy source according to claims 1 to 12 characterized in that it can be coupled to any type of complementary cold generator (heat pump, absorption machine, etc. .) to produce cold for any use (air conditioning, cold, etc ....).
PCT/EP2009/002687 2008-04-15 2009-04-10 Self-contained solar heating system separate from another energy source WO2009143933A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08007352A EP1978311A3 (en) 2007-03-14 2008-04-15 System solar heating autonomous and independent of another energy source
EP08007352.1 2008-04-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2009143933A2 true WO2009143933A2 (en) 2009-12-03
WO2009143933A3 WO2009143933A3 (en) 2010-10-14

Family

ID=41381691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/002687 WO2009143933A2 (en) 2008-04-15 2009-04-10 Self-contained solar heating system separate from another energy source

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2009143933A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114051044A (en) * 2021-11-09 2022-02-15 宁波向往智能科技有限公司 Indoor temperature control system based on Internet of things platform for smart home

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4010734A (en) * 1976-03-10 1977-03-08 Solar Energy Dynamics Corporation Closed system solar heater
US4044949A (en) * 1976-02-26 1977-08-30 Ernst Morawetz Heat storage system
FR2365762A1 (en) * 1976-09-24 1978-04-21 Vapor Corp INSTALLATION FOR USING SOLAR ENERGY ACCUMULATING IT IN A HIGH TEMPERATURE FLUID RESERVE
FR2437579A1 (en) * 1978-09-27 1980-04-25 Grenoble Toleries Automatic frost protection for solar heating system - has solenoid controlled collector tank for water in top part when freezing temp. is reached
US4326502A (en) * 1975-04-07 1982-04-27 Ljubomir Radenkovic Solar energy collecting system
US4420032A (en) * 1980-02-19 1983-12-13 Eurometaal N.V. Method of controlling the energy management of an energy system and energy system based on said method
US4440152A (en) * 1981-10-26 1984-04-03 Western Solar Products, Inc. Zero gauge solar system
EP0616174A1 (en) * 1993-03-17 1994-09-21 Agpo B.V. A device for storing solar energy
EP0653596A2 (en) * 1993-11-11 1995-05-17 SANDLER ENERGIETECHNIK GMBH & CO KG Filling and draining of a solar collector
DE19648652A1 (en) * 1995-11-24 1997-05-28 Vaillant Joh Gmbh & Co Water heating device with layered storage tank
FR2870928A1 (en) * 2004-05-26 2005-12-02 Alain Jean Francois Roux Sanitary hot water reheating method for house, involves permitting solar exchanger and sanitary hot water storage to operate at different temperatures and storing excess instantaneous solar energy such that hot water loop is reheated
DE102005059029A1 (en) * 2005-12-10 2007-06-14 Juhl, Karsten, Dipl.-Ing. (FH) Heat storage method for heating purpose, involves obtaining heat from insulators into accumulator using pipelines of pumps, armatures, controllers and regulators during heating of insulators to use heat from accumulators in cold season

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4326502A (en) * 1975-04-07 1982-04-27 Ljubomir Radenkovic Solar energy collecting system
US4044949A (en) * 1976-02-26 1977-08-30 Ernst Morawetz Heat storage system
US4010734A (en) * 1976-03-10 1977-03-08 Solar Energy Dynamics Corporation Closed system solar heater
FR2365762A1 (en) * 1976-09-24 1978-04-21 Vapor Corp INSTALLATION FOR USING SOLAR ENERGY ACCUMULATING IT IN A HIGH TEMPERATURE FLUID RESERVE
FR2437579A1 (en) * 1978-09-27 1980-04-25 Grenoble Toleries Automatic frost protection for solar heating system - has solenoid controlled collector tank for water in top part when freezing temp. is reached
US4420032A (en) * 1980-02-19 1983-12-13 Eurometaal N.V. Method of controlling the energy management of an energy system and energy system based on said method
US4440152A (en) * 1981-10-26 1984-04-03 Western Solar Products, Inc. Zero gauge solar system
EP0616174A1 (en) * 1993-03-17 1994-09-21 Agpo B.V. A device for storing solar energy
EP0653596A2 (en) * 1993-11-11 1995-05-17 SANDLER ENERGIETECHNIK GMBH & CO KG Filling and draining of a solar collector
DE19648652A1 (en) * 1995-11-24 1997-05-28 Vaillant Joh Gmbh & Co Water heating device with layered storage tank
FR2870928A1 (en) * 2004-05-26 2005-12-02 Alain Jean Francois Roux Sanitary hot water reheating method for house, involves permitting solar exchanger and sanitary hot water storage to operate at different temperatures and storing excess instantaneous solar energy such that hot water loop is reheated
DE102005059029A1 (en) * 2005-12-10 2007-06-14 Juhl, Karsten, Dipl.-Ing. (FH) Heat storage method for heating purpose, involves obtaining heat from insulators into accumulator using pipelines of pumps, armatures, controllers and regulators during heating of insulators to use heat from accumulators in cold season

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114051044A (en) * 2021-11-09 2022-02-15 宁波向往智能科技有限公司 Indoor temperature control system based on Internet of things platform for smart home

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009143933A3 (en) 2010-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1978311A2 (en) System solar heating autonomous and independent of another energy source
WO2011015731A1 (en) Modular multi-energy thermodynamic device
FR2982661A1 (en) INSTALLATION FOR TEMPERATURE CONTROL AND HOT WATER PRODUCTION AND METHOD FOR IMPLEMENTING SUCH INSTALLATION
EP1947394B1 (en) Installation for domestic heating and/or for producing domestic hot water
WO2014044864A1 (en) Domestic water heating facility having a heating function
FR2938900A1 (en) Air conditioning device for use in e.g. house, has circuit whose secondary heat exchanger is controlled and arranged in downstream of section and exchanging heat between air and exchanging medium formed by solar sensor
EP2196743A2 (en) Multi-energy and multi-source thermodynamic device with hot water tank
FR2896306A1 (en) Domestic central heating and hot water system comprises reserve hot water tank fitted with renewable energy heating system, separate hot water tank being heated by a heat exchanger, through which hot water from boiler and reserve tank flows
WO2009143933A2 (en) Self-contained solar heating system separate from another energy source
FR2912809A1 (en) Solar heating system for e.g. industrial building, has tanks supplied with solar energy, where system uses coolant presenting high ebullition temperature, low volatility, low kinematic viscosity coefficient and low expansion coefficient
WO2022194951A1 (en) Method for controlling an installation connected to a geothermal source for supplying thermal energy to at least one building, and regulating system and installation relating thereto
EP4028695B1 (en) Add-on system for a low temperature thermal energy distribution network
EP2149760B1 (en) System for supplying and managing electric energy for a thermodynamic device
EP4193095A1 (en) Method and installations for providing energy, particularly thermal energy, in at least one building or the like, and related system
US20150136114A1 (en) Renewable energy storing
FR2917488A1 (en) Central heating and hot water producing installation unit for building, has meteorological data acquisition units and operating unit connected to control unit controlling triggering or stopping of generation and/or capturing unit
BE1017461A6 (en) Solar energy usage system for e.g. heating dwelling, has solar sensors to heat accumulators of small water quantity in relation to surface of sensors through plate exchangers, where sensors are positioned vertically
EP0117796A1 (en) Air conditioning installation for a building
FR3088990A1 (en) Heating system
EP2590292A1 (en) Method for managing a facility for producing and storing renewable energy
EP3273170B1 (en) Installation for producing hot water with a thermodynamic circuit powered by photovoltaic cells
FR2946126A1 (en) Heating device for heating e.g. kitchen of dwelling, has auxiliary configuration in which circulation of fluid in secondary branch is authorized, so that buried sensor, calorie intake source and heat pump are set in series on closed loop
FR3133902A1 (en) Thermal energy management system to regulate the temperature of a structure
FR3138505A1 (en) Coupling of several heat generators for central heating installation
FR3115098A1 (en) Thermodynamic heater with optimized regulation

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09753588

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09753588

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2