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FR3152577A1 - THERMAL INSTALLATION - Google Patents

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Publication number
FR3152577A1
FR3152577A1 FR2309182A FR2309182A FR3152577A1 FR 3152577 A1 FR3152577 A1 FR 3152577A1 FR 2309182 A FR2309182 A FR 2309182A FR 2309182 A FR2309182 A FR 2309182A FR 3152577 A1 FR3152577 A1 FR 3152577A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
pipe
transfer
heat exchanger
outlet
tank
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
FR2309182A
Other languages
French (fr)
Inventor
Liqun Feng
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fengtech
Original Assignee
Fengtech
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
Application filed by Fengtech filed Critical Fengtech
Priority to FR2309182A priority Critical patent/FR3152577A1/en
Publication of FR3152577A1 publication Critical patent/FR3152577A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/90Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation
    • F24S10/95Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation having evaporator sections and condenser sections, e.g. heat pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/50Preventing overheating or overpressure
    • F24S40/55Arrangements for cooling, e.g. by using external heat dissipating means or internal cooling circuits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/40Solar heat collectors combined with other heat sources, e.g. using electrical heating or heat from ambient air

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

INSTALLATION THERMIQUE L’invention concerne une installation thermique (100) comportant des unités solaires (102) à réservoir (104) et caloducs (106) avec une canalisation de transfert (105) traversant chaque réservoir (104), un ballon tampon (108), un échangeur thermique (114) enfoui dans le sol, une canalisation principale (112) comportant une première portion (112a) entre la sortie des réservoirs (104) et l’échangeur thermique (114) et une deuxième portion (112b) connectée entre l’échangeur thermique (114) et l’entrée des réservoirs (104), une canalisation de remplissage (116) connectée entre la première portion (112a) et le ballon tampon (108), une vanne principale (118) montée sur la première portion (112a) entre la canalisation de remplissage (116) et l’échangeur thermique (114), et au niveau de la sortie des réservoirs (104), la première portion (112a) présente une sous-portion (112c) qui monte au-dessus du dernier réservoir (104) avant de redescendre vers la canalisation de remplissage (116) et l’échangeur thermique (114). Fig. 1 THERMAL INSTALLATION The invention relates to a thermal installation (100) comprising solar units (102) with a reservoir (104) and heat pipes (106) with a transfer pipe (105) passing through each reservoir (104), a buffer tank (108), a heat exchanger (114) buried in the ground, a main pipe (112) comprising a first portion (112a) between the outlet of the reservoirs (104) and the heat exchanger (114) and a second portion (112b) connected between the heat exchanger (114) and the inlet of the reservoirs (104), a filling pipe (116) connected between the first portion (112a) and the buffer tank (108), a main valve (118) mounted on the first portion (112a) between the filling pipe (116) and the heat exchanger (114), and at the outlet of the tanks (104), the first portion (112a) has a sub-portion (112c) which rises above the last tank (104) before descending towards the filling pipe (116) and the heat exchanger (114). Fig. 1

Description

INSTALLATION THERMIQUETHERMAL INSTALLATION

La présente invention concerne un système thermique comportant une pluralité d'unités solaires.The present invention relates to a thermal system comprising a plurality of solar units.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURESTATE OF THE PRIOR ART

LaFIG. 3montre un système thermique 300 de l'état de la technique. Le système thermique 300 comporte une pluralité d'unités solaires 102. Chaque unité solaire 102 présente un réservoir 104 rempli d'un fluide caloporteur, classiquement de l'eau, et un ensemble de caloducs 106 prévu pour transmettre la chaleur extraite du flux solaire au fluide caloporteur.There FIG. 3 shows a prior art thermal system 300. The thermal system 300 comprises a plurality of solar units 102. Each solar unit 102 has a reservoir 104 filled with a heat transfer fluid, typically water, and a set of heat pipes 106 provided to transmit the heat extracted from the solar flux to the heat transfer fluid.

Le fluide caloporteur est stocké dans le réservoir 104 et le condenseur de chaque caloduc 106 plonge dans ledit réservoir 104 afin de transférer les calories captées vers le fluide caloporteur.The heat transfer fluid is stored in the tank 104 and the condenser of each heat pipe 106 immerses in said tank 104 in order to transfer the captured calories to the heat transfer fluid.

La pluralité d'unités solaires 102 présente une canalisation de transfert 105 qui traverse successivement chaque réservoir 104. À cette fin, chaque réservoir 104 présente une entrée par laquelle la canalisation de transfert 105 pénètre dans le réservoir 104 et une sortie par laquelle la canalisation de transfert 105 sort du réservoir 104.The plurality of solar units 102 has a transfer pipe 105 which successively passes through each tank 104. For this purpose, each tank 104 has an inlet through which the transfer pipe 105 enters the tank 104 and an outlet through which the transfer pipe 105 leaves the tank 104.

Les unités solaires 102 sont montées en série et la canalisation de transfert 105 s’étend ainsi entre l’entrée du premier réservoir 104, dite entrée de transfert 105a par laquelle la canalisation de transfert 105 pénètre dans le premier réservoir 104 et la sortie du dernier réservoir 104, dite sortie de transfert 105b par laquelle la canalisation de transfert 105 sort du dernier réservoir 104.The solar units 102 are connected in series and the transfer pipe 105 thus extends between the inlet of the first tank 104, called transfer inlet 105a through which the transfer pipe 105 enters the first tank 104 and the outlet of the last tank 104, called transfer outlet 105b through which the transfer pipe 105 leaves the last tank 104.

Le système thermique 300 présente également un ballon tampon 108 rempli d’eau et équipé d’un système chauffant 120 tel qu’une résistance électrique.The thermal system 300 also has a buffer tank 108 filled with water and equipped with a heating system 120 such as an electric resistor.

Le ballon tampon 108 est équipé d’une première canalisation 122a par laquelle de l’eau froide arrive dans le ballon tampon 108 et d’une deuxième canalisation 122b par laquelle de l’eau chaude sort du ballon tampon 108.The buffer tank 108 is equipped with a first pipe 122a through which cold water arrives in the buffer tank 108 and a second pipe 122b through which hot water leaves the buffer tank 108.

Le système thermique 300 présente également un échangeur thermique 114 qui est enfoui dans le sol et qui comporte une entrée et une sortie. Comme expliqué ci-dessous, l’échangeur thermique 114 permet d’évacuer un trop plein de calories vers le sol en particulier en cas de surchauffe des réservoirs 104 ou de capter les calories du sol en cas de risque de gel des réservoirs 104.The thermal system 300 also has a heat exchanger 114 which is buried in the ground and which has an inlet and an outlet. As explained below, the heat exchanger 114 makes it possible to evacuate excess calories to the ground, particularly in the event of overheating of the tanks 104, or to capture calories from the ground in the event of a risk of freezing of the tanks 104.

Le système thermique 300 présente également une canalisation principale 112 avec une première portion 112a fluidiquement connectée entre la sortie de transfert 105b et l’entrée de l’échangeur thermique 114 et une deuxième portion 112b fluidiquement connectée entre la sortie de l’échangeur thermique 114 et l’entrée de transfert 105a. La canalisation principale 112 forme ainsi avec la canalisation de transfert 105 une boucle dans laquelle circule de l’eau.The thermal system 300 also has a main pipe 112 with a first portion 112a fluidly connected between the transfer outlet 105b and the inlet of the heat exchanger 114 and a second portion 112b fluidly connected between the outlet of the heat exchanger 114 and the transfer inlet 105a. The main pipe 112 thus forms with the transfer pipe 105 a loop in which water circulates.

Le système thermique 300 présente également une canalisation de remplissage 116 fluidiquement connectée entre la première portion 112a et le ballon tampon 108.The thermal system 300 also has a filling pipe 116 fluidly connected between the first portion 112a and the buffer tank 108.

Entre la canalisation de remplissage 116 et l’échangeur thermique 114, la première portion 112a est équipée d’une pompe 119 et d’une vanne principale 118.Between the filling pipe 116 and the heat exchanger 114, the first portion 112a is equipped with a pump 119 and a main valve 118.

Le système thermique 300 présente une canalisation d’apport 121 fluidiquement connectée à la première portion 112a en aval de la vanne principale 118 et par laquelle de l’eau froide arrive dans la première portion 112a.The thermal system 300 has a supply pipe 121 fluidly connected to the first portion 112a downstream of the main valve 118 and through which cold water arrives in the first portion 112a.

L’arrivée d’eau froide dans la première portion 112a par la canalisation d’apport 121 est contrôlée par une vanne d’apport 124 et un clapet anti-retour 126 montés sur la canalisation d’apport 121.The arrival of cold water in the first portion 112a via the supply pipe 121 is controlled by a supply valve 124 and a non-return valve 126 mounted on the supply pipe 121.

En fonctionnement, l’eau froide arrive dans le ballon tampon 108 par la première canalisation 122a sous contrôle d’une première vanne 126a. L’eau froide est chauffée par le système chauffant 120 et ressort par la deuxième canalisation 122b sous contrôle d’une deuxième vanne 126b.In operation, the cold water arrives in the buffer tank 108 through the first pipe 122a under the control of a first valve 126a. The cold water is heated by the heating system 120 and exits through the second pipe 122b under the control of a second valve 126b.

Lorsque l’énergie solaire peut être utilisée, la vanne principale 118 est fermée et la vanne d’apport 124 est ouverte. L’eau froide arrive ainsi de la canalisation d’apport 121, circule à travers une partie de la première portion 112a, à travers l’échangeur thermique 114 puis la deuxième portion 112b pour rejoindre l’entrée de transfert 105a et circuler dans la canalisation de transfert 105 à travers les réservoirs 104 jusqu’à la sortie de transfert 105b.When solar energy can be used, the main valve 118 is closed and the supply valve 124 is open. The cold water thus arrives from the supply pipe 121, circulates through a part of the first portion 112a, through the heat exchanger 114 then the second portion 112b to reach the transfer inlet 105a and circulates in the transfer pipe 105 through the tanks 104 to the transfer outlet 105b.

L’eau ainsi chauffée rejoint alors le ballon tampon 108 par une partie de la première portion 112a et la canalisation de remplissage 116.The water thus heated then reaches the buffer tank 108 via part of the first portion 112a and the filling pipe 116.

Lorsqu’il n’y a aucune demande de chauffage et que le soleil chauffe les caloducs 106, il est nécessaire d’évacuer la chaleur desdits caloducs 106.When there is no heating demand and the sun heats the heat pipes 106, it is necessary to remove heat from said heat pipes 106.

La vanne d’apport 124 est alors fermée et la pompe 119 est mise en marche et la vanne principale 118 est ouverte.The supply valve 124 is then closed and the pump 119 is started and the main valve 118 is opened.

L’eau circule alors en boucle dans la canalisation de transfert 105 et la canalisation principale 112. En traversant l’échangeur thermique 114, l’eau décharge ses calories dans le sol.The water then circulates in a loop in the transfer pipe 105 and the main pipe 112. By passing through the heat exchanger 114, the water discharges its calories into the ground.

À l’inverse, par temps froid, voire de gel, le même fonctionnement permet d’apporter la chaleur du sol au réservoir 104.Conversely, in cold or even freezing weather, the same operation allows heat from the ground to be brought to reservoir 104.

Bien qu’un tel système thermique 300 fonctionne bien, il nécessite l’utilisation d’une pompe 119 et donc d’électricité et il est donc souhaitable de trouver un arrangement différent dans lequel il n’est pas nécessaire d’avoir une pompe.Although such a thermal system 300 works well, it requires the use of a pump 119 and therefore electricity and it is therefore desirable to find a different arrangement in which it is not necessary to have a pump.

Un objet de la présente invention est de proposer un système thermique qui ne présente pas les inconvénients de l’art antérieur.An object of the present invention is to provide a thermal system which does not have the drawbacks of the prior art.

À cet effet, est proposé un système thermique comportant :For this purpose, a thermal system is proposed comprising:

- une pluralité d’unités solaires, chacune comportant un réservoir et un ensemble de caloducs dont les condenseurs plongent dans ledit réservoir, où ladite pluralité d’unités solaires présente une canalisation de transfert traversant successivement chaque réservoir entre une entrée de transfert par laquelle ladite canalisation de transfert pénètre dans le premier réservoir et une sortie de transfert par laquelle ladite canalisation de transfert sort du dernier réservoir,- a plurality of solar units, each comprising a reservoir and a set of heat pipes whose condensers are immersed in said reservoir, where said plurality of solar units has a transfer pipe successively passing through each reservoir between a transfer inlet through which said transfer pipe enters the first reservoir and a transfer outlet through which said transfer pipe leaves the last reservoir,

- un ballon tampon,- a buffer tank,

- un échangeur thermique destiné à être enfoui dans le sol et comportant une entrée et une sortie,- a heat exchanger intended to be buried in the ground and comprising an inlet and an outlet,

- une canalisation principale comportant une première portion fluidiquement connectée entre la sortie de transfert et l’entrée de l’échangeur thermique et une deuxième portion fluidiquement connectée entre la sortie de l’échangeur thermique et l’entrée de transfert,- a main pipe comprising a first portion fluidly connected between the transfer outlet and the inlet of the heat exchanger and a second portion fluidly connected between the outlet of the heat exchanger and the transfer inlet,

- une canalisation de remplissage fluidiquement connectée entre la première portion et le ballon tampon, et- a fluidically connected filling pipe between the first portion and the buffer tank, and

- une vanne principale montée sur la première portion entre la canalisation de remplissage et l’échangeur thermique,- a main valve mounted on the first portion between the filling pipe and the heat exchanger,

le système thermique étant caractérisé en ce qu’au niveau de la sortie de transfert, la première portion présente une sous-portion qui monte au-dessus du dernier réservoir avant de redescendre vers la canalisation de remplissage et l’échangeur thermique.the thermal system being characterized in that at the transfer outlet, the first portion has a sub-portion which rises above the last tank before descending towards the filling pipe and the heat exchanger.

Avantageusement, la sous-portion présente une forme arrondie.Advantageously, the sub-portion has a rounded shape.

Les caractéristiques de l’invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d’autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d’un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :The above-mentioned and other features of the invention will become more clearly apparent from the following description of an exemplary embodiment, said description being made in relation to the accompanying drawings, among which:

FIG. 1est une représentation schématique d’un système thermique selon l’invention, FIG. 1 is a schematic representation of a thermal system according to the invention,

FIG. 2est une vue en perspective d’une unité solaire mise en œuvre dans le système thermique selon l’invention, et FIG. 2 is a perspective view of a solar unit implemented in the thermal system according to the invention, and

FIG. 3est une représentation schématique d’un système thermique de l’état de la technique. FIG. 3 is a schematic representation of a state-of-the-art thermal system.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATIONDETAILED PRESENTATION OF IMPLEMENTATION METHODS

Dans la suite de la description, les éléments qui sont identiques à ceux de l’état de la technique portent la même référence, et les références amont et aval sont prises par rapport au sens d’écoulement du fluide dans la canalisation.In the remainder of the description, the elements which are identical to those of the prior art bear the same reference, and the upstream and downstream references are taken relative to the direction of flow of the fluid in the pipeline.

LaFIG. 1montre un système thermique 100 selon l’invention.There FIG. 1 shows a thermal system 100 according to the invention.

Le système thermique 100 comporte une pluralité d’unités solaires 102. Chaque unité solaire 102 présente un réservoir 104 rempli d’un fluide caloporteur, classiquement de l’eau, et un ensemble de caloducs 106 prévu pour transmettre la chaleur extraite du flux solaire au fluide caloporteur.The thermal system 100 comprises a plurality of solar units 102. Each solar unit 102 has a reservoir 104 filled with a heat transfer fluid, typically water, and a set of heat pipes 106 provided to transmit the heat extracted from the solar flux to the heat transfer fluid.

Le fluide caloporteur est stocké dans le réservoir 104 et le condenseur de chaque caloduc 106 plonge dans ledit réservoir 104 afin de transférer les calories captées vers le fluide caloporteur.The heat transfer fluid is stored in the tank 104 and the condenser of each heat pipe 106 immerses in said tank 104 in order to transfer the captured calories to the heat transfer fluid.

La pluralité d’unités solaires 102 présente une canalisation de transfert 105 qui traverse successivement chaque réservoir 104. À cette fin, chaque réservoir 104 présente une entrée par laquelle la canalisation de transfert 105 pénètre dans le réservoir 104 et une sortie par laquelle la canalisation de transfert 105 sort du réservoir 104. La portion de la canalisation de transfert 105 qui est dans un réservoir 104 constitue un échangeur thermique entre l’eau du réservoir 104 et l’eau qui circule dans la canalisation de transfert 105.The plurality of solar units 102 has a transfer pipe 105 which successively passes through each tank 104. For this purpose, each tank 104 has an inlet through which the transfer pipe 105 enters the tank 104 and an outlet through which the transfer pipe 105 leaves the tank 104. The portion of the transfer pipe 105 which is in a tank 104 constitutes a heat exchanger between the water of the tank 104 and the water which circulates in the transfer pipe 105.

Les unités solaires 102 sont montées en série et la canalisation de transfert 105 s’étend ainsi entre l’entrée du premier réservoir 104, dite entrée de transfert 105a par laquelle la canalisation de transfert 105 pénètre dans le premier réservoir 104 et la sortie du dernier réservoir 104, dite sortie de transfert 105b par laquelle la canalisation de transfert 105 sort du dernier réservoir 104.The solar units 102 are connected in series and the transfer pipe 105 thus extends between the inlet of the first tank 104, called transfer inlet 105a through which the transfer pipe 105 enters the first tank 104 and the outlet of the last tank 104, called transfer outlet 105b through which the transfer pipe 105 leaves the last tank 104.

Le système thermique 100 présente également un ballon tampon 108 rempli d’eau et équipé d’un système chauffant 120 tel qu’une résistance électrique.The thermal system 100 also has a buffer tank 108 filled with water and equipped with a heating system 120 such as an electric resistor.

Le ballon tampon 108 est équipé d’une première canalisation 122a par laquelle de l’eau froide arrive dans le ballon tampon 108 et d’une deuxième canalisation 122b par laquelle de l’eau chaude sort du ballon tampon 108. L’eau froide arrive sous pression par exemple d’un fournisseur d’eau.The buffer tank 108 is equipped with a first pipe 122a through which cold water arrives in the buffer tank 108 and a second pipe 122b through which hot water leaves the buffer tank 108. The cold water arrives under pressure, for example from a water supplier.

Le système thermique 100 présente également un échangeur thermique 114 qui est enfoui dans le sol et qui comporte une entrée et une sortie. Comme expliqué ci-dessous, l’échangeur thermique 114 permet d’évacuer un trop plein de calories vers le sol en particulier en cas de surchauffe des réservoirs 104 ou de capter les calories du sol en cas de temps froid voire de gel.The thermal system 100 also has a heat exchanger 114 which is buried in the ground and which has an inlet and an outlet. As explained below, the heat exchanger 114 makes it possible to evacuate excess calories to the ground, particularly in the event of overheating of the tanks 104, or to capture calories from the ground in the event of cold weather or even frost.

Le système thermique 100 présente également une canalisation principale 112 avec une première portion 112a fluidiquement connectée entre la sortie de transfert 105b et l’entrée de l’échangeur thermique 114 et une deuxième portion 112b fluidiquement connectée entre la sortie de l’échangeur thermique 114 et l’entrée de transfert 105a. La canalisation principale 112 forme ainsi avec la canalisation de transfert 105 une boucle dans laquelle circule de l’eau.The thermal system 100 also has a main pipe 112 with a first portion 112a fluidly connected between the transfer outlet 105b and the inlet of the heat exchanger 114 and a second portion 112b fluidly connected between the outlet of the heat exchanger 114 and the transfer inlet 105a. The main pipe 112 thus forms with the transfer pipe 105 a loop in which water circulates.

Le système thermique 100 présente également une canalisation de remplissage 116 fluidiquement connectée entre la première portion 112a et le ballon tampon 108.The thermal system 100 also has a filling pipe 116 fluidly connected between the first portion 112a and the buffer tank 108.

Entre la canalisation de remplissage 116 et l’échangeur thermique 114, la première portion 112a est équipée d’une vanne principale 118 mais il n’y a pas de pompe comme pour l’état de la technique.Between the filling pipe 116 and the heat exchanger 114, the first portion 112a is equipped with a main valve 118 but there is no pump as in the prior art.

Le système thermique 100 présente une canalisation d’apport 121 fluidiquement connectée à la première portion 112a en aval de la vanne principale 118 et par laquelle de l’eau froide arrive dans la première portion 112a.The thermal system 100 has a supply pipe 121 fluidly connected to the first portion 112a downstream of the main valve 118 and through which cold water arrives in the first portion 112a.

L’arrivée d’eau froide dans la première portion 112a par la canalisation d’apport 121 est contrôlée par une vanne d’apport 124 et un clapet anti-retour 126 montés sur la canalisation d’apport 121.The arrival of cold water in the first portion 112a via the supply pipe 121 is controlled by a supply valve 124 and a non-return valve 126 mounted on the supply pipe 121.

Comme le montre laFIG. 2, le réservoir 104 est monté sur un châssis 302 qui surélève le réservoir par rapport au sol et les caloducs 106 sont fixés au châssis 302 sous le réservoir 104.As shown in the FIG. 2 , the tank 104 is mounted on a frame 302 which elevates the tank relative to the ground and the heat pipes 106 are attached to the frame 302 below the tank 104.

Au niveau de la sortie de transfert 105b, la première portion 112a présente une sous-portion 112c qui monte au-dessus du dernier réservoir 104 avant de redescendre vers la canalisation de remplissage 116 et l’échangeur thermique 114.At the transfer outlet 105b, the first portion 112a has a sub-portion 112c which rises above the last tank 104 before descending towards the filling pipe 116 and the heat exchanger 114.

Avec un tel arrangement, en cas de demande d’eau chaude, la vanne principale 118 est fermée, l’eau chaude qui sort du dernier réservoir 104 au niveau de la sortie de transfert 105b, remonte le long de la sous-portion 112c avant de redescendre dans la première portion 112a en direction de la canalisation de remplissage 116 vers le ballon tampon 108 sous la pression de l’eau d’alimentation de la canalisation d’apport 121.With such an arrangement, in the event of a demand for hot water, the main valve 118 is closed, the hot water which leaves the last tank 104 at the transfer outlet 105b, rises along the sub-portion 112c before descending in the first portion 112a in the direction of the filling pipe 116 towards the buffer tank 108 under the pressure of the feed water from the supply pipe 121.

Avec un tel arrangement, en cas de risque de surchauffe du réservoir 104, la vanne principale 118 est ouverte, l’eau chaude qui sort du dernier réservoir 104 au niveau de la sortie de transfert 105b remonte le long de la sous-portion 112c avant de redescendre dans la portion 112a en direction de l’échangeur thermique 114 par l’effet de convection libre et sous la pression de l’eau d’alimentation de la canalisation d’apport 121.With such an arrangement, in the event of a risk of overheating of the tank 104, the main valve 118 is open, the hot water which leaves the last tank 104 at the level of the transfer outlet 105b rises along the sub-portion 112c before descending in the portion 112a towards the heat exchanger 114 by the effect of free convection and under the pressure of the feed water from the supply pipe 121.

En cas de risque de gel du réservoir 104, par convection libre, ce système permet également de remonter la chaleur du sol vers le réservoir 104, par l’échangeur 114 via les canalisations principales 112 et de transfert 105.In the event of a risk of the reservoir 104 freezing, by free convection, this system also makes it possible to raise the heat from the ground towards the reservoir 104, by the exchanger 114 via the main pipes 112 and transfer pipes 105.

Un tel fonctionnement sans pompe est possible du fait de la convection libre qui est ainsi créée.Such operation without a pump is possible due to the free convection that is thus created.

En fonctionnement, l’eau froide arrive dans le ballon tampon 108 par la première canalisation 122a sous contrôle d’une première vanne 126a. L’eau froide est chauffée par le système chauffant 120 et ressort par la deuxième canalisation 122b sous contrôle d’une deuxième vanne 126b.In operation, the cold water arrives in the buffer tank 108 through the first pipe 122a under the control of a first valve 126a. The cold water is heated by the heating system 120 and exits through the second pipe 122b under the control of a second valve 126b.

Lorsque l’énergie solaire peut être utilisée, la vanne principale 118 est fermée et la vanne d’apport 124 est ouverte. L’eau froide arrive ainsi de la canalisation d’apport 121, circule à travers une partie de la première portion 112a, à travers l’échangeur thermique 114 puis la deuxième portion 112b pour rejoindre l’entrée de transfert 105a et circuler dans la canalisation de transfert 105 à travers les réservoirs 104 jusqu’à la sortie de transfert 105b.When solar energy can be used, the main valve 118 is closed and the supply valve 124 is open. The cold water thus arrives from the supply pipe 121, circulates through a part of the first portion 112a, through the heat exchanger 114 then the second portion 112b to reach the transfer inlet 105a and circulates in the transfer pipe 105 through the tanks 104 to the transfer outlet 105b.

L’eau ainsi chauffée rejoint alors le ballon tampon 108 par une partie de la première portion 112a et la canalisation de remplissage 116.The water thus heated then reaches the buffer tank 108 via part of the first portion 112a and the filling pipe 116.

Lorsqu’il n’y a aucune demande de chauffage et que le soleil chauffe les caloducs 106, il est nécessaire d’évacuer et stocker la surchauffe des réservoirs 104.When there is no demand for heating and the sun heats the heat pipes 106, it is necessary to evacuate and store the overheating from the reservoirs 104.

La vanne d’apport 124 est alors fermée et la vanne principale 118 est ouverte.The supply valve 124 is then closed and the main valve 118 is opened.

L’eau circule alors en boucle dans la canalisation de transfert 105 et la canalisation principale 112. En traversant l’échangeur thermique 114, l’eau décharge ses calories dans le sol.The water then circulates in a loop in the transfer pipe 105 and the main pipe 112. By passing through the heat exchanger 114, the water discharges its calories into the ground.

À l’inverse, par temps froid, voire risque de gel, le même fonctionnement permet d’apporter la chaleur du sol au réservoir 104.Conversely, in cold weather, or even when there is a risk of frost, the same operation allows heat from the ground to be brought to reservoir 104.

Pour limiter les pertes de charges dans la sous-portion 112c celle-ci présente une forme arrondie, c'est-à-dire qu’elle est arquée en montant au-dessus du réservoir 104.To limit pressure losses in the sub-portion 112c, it has a rounded shape, that is to say it is arched as it rises above the tank 104.

Pour remplir les réservoirs 104, il est prévu une canalisation d’approvisionnement 130 fluidiquement connectée au premier réservoir 104 et pour chaque réservoir 104 suivant, une canalisation complémentaire 132 fluidiquement connectée entre deux réservoirs 104 successifs.To fill the tanks 104, a supply pipe 130 is provided fluidically connected to the first tank 104 and for each subsequent tank 104, a complementary pipe 132 fluidically connected between two successive tanks 104.

Claims (2)

Système thermique (100) comportant :
- une pluralité d'unités solaires (102), chacune comportant un réservoir (104) et un ensemble de caloducs (106) dont les condenseurs plongent dans ledit réservoir (104), où ladite pluralité d'unités solaires (102) présente une canalisation de transfert (105) traversant successivement chaque réservoir (104) entre une entrée de transfert (105a) par laquelle ladite canalisation de transfert (105) pénètre dans le premier réservoir (104) et une sortie de transfert (105b) par laquelle ladite canalisation de transfert (105) sort du dernier réservoir (104),
- un ballon tampon (108),
- un échangeur thermique (114) destiné à être enfoui dans le sol et comportant une entrée et une sortie,
- une canalisation principale (112) comportant une première portion (112a) fluidiquement connectée entre la sortie de transfert (105b) et l’entrée de l’échangeur thermique (114) et une deuxième portion (112b) fluidiquement connectée entre la sortie de l’échangeur thermique (114) et l’entrée de transfert (105a),
- une canalisation de remplissage (116) fluidiquement connectée entre la première portion (112a) et le ballon tampon (108), et
- une vanne principale (118) montée sur la première portion (112a) entre la canalisation de remplissage (116) et l’échangeur thermique (114),
le système thermique (100) étant caractérisé en ce qu’au niveau de la sortie de transfert (105b), la première portion (112a) présente une sous-portion (112c) qui monte au-dessus du dernier réservoir (104) avant de redescendre vers la canalisation de remplissage (116) et l’échangeur thermique (114).
Thermal system (100) comprising:
- a plurality of solar units (102), each comprising a reservoir (104) and a set of heat pipes (106) whose condensers are immersed in said reservoir (104), where said plurality of solar units (102) has a transfer pipe (105) successively passing through each reservoir (104) between a transfer inlet (105a) through which said transfer pipe (105) enters the first reservoir (104) and a transfer outlet (105b) through which said transfer pipe (105) leaves the last reservoir (104),
- a buffer tank (108),
- a heat exchanger (114) intended to be buried in the ground and comprising an inlet and an outlet,
- a main pipe (112) comprising a first portion (112a) fluidically connected between the transfer outlet (105b) and the inlet of the heat exchanger (114) and a second portion (112b) fluidically connected between the outlet of the heat exchanger (114) and the transfer inlet (105a),
- a filling pipe (116) fluidically connected between the first portion (112a) and the buffer tank (108), and
- a main valve (118) mounted on the first portion (112a) between the filling pipe (116) and the heat exchanger (114),
the thermal system (100) being characterized in that at the level of the transfer outlet (105b), the first portion (112a) has a sub-portion (112c) which rises above the last reservoir (104) before descending towards the filling pipe (116) and the heat exchanger (114).
Système thermique (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sous-portion (112c) présente une forme arrondie.Thermal system (100) according to claim 1, characterized in that the sub-portion (112c) has a rounded shape.
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