La présente invention concerne un dispositif technique de convergence et d'hybridation d'énergies renouvelables sur base d'un système solaire thermique pour réaliser le chauffage et le rafraîchissement des bâtiments avec l'intégration de une ou plusieurs autres sources d'énergies renouvelables. Ce dispositif permet d'assurer partiellement ou intégralement les besoins en chauffage, air conditionné et eau chaude sanitaire.

Les bâtiments concernés par cette invention sont toutes les constructions collectives, individuelles, bâtiments industriels ou tertiaires, existants ou à construire, situés dans des zones climatiques nécessitant un dispositif de chauffage, d'air conditionné ou d'eau chaude sanitaire.

Le domaine du bâtiment représente le principal gisement d'économie d'énergie fossile dans le monde. Le gaz, le fuel, le charbon et l'uranium constituent directement ou indirectement l'essentiel de ces sources d'énergies fossiles. L'utilisation de ces énergies constitue le principal vecteur de pollution dans la chaîne énergétique à finalité de chauffage et climatisation des bâtiments.

L'utilisation massive d'énergies fossiles concerne les zones géographiques et climatiques qui regroupent la plus grande population mondiale. La cartographie de la pollution atmosphérique mondiale démontre clairement que les périodes de chauffage des bâtiments génère la plus grande pollution d'origine humaine à l'échelle planétaire.

Pour réaliser une baisse significative de la pollution à l'échelle planétaire, une technologie simple à mettre en œuvre est nécessaire. Celle-ci doit être à la portée de techniciens chauffagistes traditionnels, adaptable éventuellement sur des systèmes existants, avec des éléments disponibles aisément. De cette caractéristique dépend la rapidité de l'appropriation technique et de la mise en œuvre là où un dispositif de chauffage ou de rafraîchissement est nécessaire.

La croissance de la population mondiale génère des besoins énergétiques proportionnels. La production d'énergie centralisée ne peut pas croître sans générer une pollution atmosphérique et des sols en proportion. La pollution des sols générant elle-même la pollution de l'eau, ressources en raréfaction quant à sa qualité pour la vie humaine.

La production d'énergie calorifique au plus proche des besoins permet, outre les pertes de transport, de réduire la production d'électricité centralisée dans un contexte d'implantation parfois difficile de nouvelle unités de production. Réduire cette production centralisée permet également de mieux la produire écologiquement. Depuis plusieurs décennies, l'isolation thermique des bâtiments est considérée comme la solution technique principale pour en abaisser les besoins énergétiques. Cependant, si cette solution permet effectivement de réduire le besoin énergétique courant des bâtiments concernés, il est nécessaire de bien en mesurer l'amortissement écologique ainsi que les conséquences annexes comme la santé des occupants.

En procédant à une étanchéité optimale à l'air extérieur, cette solution a induit une

problématique de renouvellement de l'air ambiant nécessaire à la respiration humaine et plus largement à la santé des occupants.

De nombreuses études mettent en évidence le lien entre qualité de l'air intérieur des bâtiments et certaines maladies en croissance. D'autres études qualitatives récentes montrent une pollution de l'air intérieur des bâtiments souvent supérieure à celle de l'air ambiant de zone routières à trafic dense. Mais, une ventilation en quantité suffisante revient à pondérer sensiblement les avantages d'une isolation thermique performante et accroît les besoins calorifiques. Les dispositifs de ventilation classiques à dépression et prises d'air passives sont insuffisants pour assurer un air intérieur compatible avec la santé humaine. Une injection d'air propre, forcée mécaniquement, s'avère nécessaire dans les bâtiments fortement isolés thermiquement. Par ailleurs, la plus grande proportion des bâtiments existants ont été construits hors des contraintes thermiques modernes. Cependant, ces bâtiments existent et nécessitent des solutions thermiques adaptées parmi lesquelles l'isolation ne peut être qu'une réponse partielle. Le plus souvent, la structure et les matériaux de ces bâtiments sont incompatibles avec la condensation générée par une isolation thermique classique. Par exemple, certaines pierres développent des formes toxiques de champignons microscopiques (aspergillus) en présence d'humidité générée par une isolation thermique classique. Ce type de matériau ancien nécessite une approche différente de la performance énergétique. Le dispositif selon l'invention y répond de façon adaptée.

Les différentes solutions techniques existantes pour réduire la consommation calorifique des bâtiments se heurte à des problématiques de santé quant à la qualité de l'air intérieur mais aussi à l'aspiration pour ses occupants ou gestionnaires à un système simple, efficace, durable, économique, confortable et réellement écologique.

Si la performance énergétique des bâtiments est une préoccupation partagée à la fois par les gestionnaires et les occupants, la simplicité d'utilisation est primordiale. Les technologies doivent être à leur service et non le contraire. Des contraintes d'adaptation des personnes aux

technologies sont un obstacle au développement de ces dernières. Le domaine du bâtiment concerne tout le monde et nulle connaissance technique ne doit être requise pour le

fonctionnement ordinaire d'installations d'énergies renouvelables, comme pas davantage de changement de comportements de vie. Cette exigence est un des paramètres de conception du dispositif selon l'invention. Les objectifs de recherche et développement à l'origine de cette invention sont multiples et souvent contradictoires. C'est la raison principale des difficultés rencontrées dans ce domaine pour parvenir à un résultat suffisant pour influencer la courbe du réchauffement climatique, quant à la part attribuée aux activités humaines. II s'agissait de considérer à parts égales les possibilités techniques et celles à inventer, les possibilités industrielles et l'accessibilité pour le plus grand nombre, la meilleure performance et la plus grande simplicité d'utilisation, l'écologie et les comportements humains paradoxaux, le confinement thermique et la santé, les nouvelles technologies et les anciennes, la pollution de l'air ou la pollution des sols et de l'eau.

Chacune des technologies d'énergie renouvelable est généralement développée de façon exclusive, à l'image de la spécialisation industrielle moderne: d'un coté les spécialistes du solaire photovoltaïques, de l'autre ceux de l'éolien, d'un autre encore ceux du solaire thermique ou de l'hydraulique. Lorsqu'on ajoute les spécialistes de l'architecture climatique et ceux de la santé, nous constatons que les expertises sont isolées la plupart du temps voire opposées. Les impératifs économiques agissent alors comme un coefficient multiplicateur de cette problématique.

Le dispositif selon l'invention, tout en étant simple dans sa mise en œuvre, se propose de répondre à l'extraordinaire complexité du problème à résoudre.

Actuellement, le caractère aléatoire de la production des énergies renouvelables solaires et éoliennes ajouté au stockage de masse quasi impossible et à la nécessaire prévisibilité de production à quelques heures rendent inutiles ces technologies lorsqu'elles sont centralisées.

Les énergies renouvelables sont par nature non maîtrisables, variant entre une disponibilité nulle à un maximum extrêmement élevé. L'exemple typique de cette particularité est l'énergie solaire qui varie entre 0 la nuit à un rayonnement potentiellement très puissant lorsque le soleil se situe à son zénith. L'énergie éolienne varie également dans des proportions considérables. Il est admis que la quantité de rayonnement solaire disponible sur la planète est plusieurs fois supérieur aux besoins humains d'énergie. Mais l'utilisation de cette énergie pour la rendre disponible de façon synchronisée en temps et en lieux avec les besoins humains est techniquement complexe voire paradoxale.

Par ailleurs, le transport et le stockage des énergies renouvelables selon des méthodes issues de la production centralisée par énergies fossiles s'avèrent inadaptés. Pour rendre effectif le remplacement des énergies fossiles par des énergies renouvelable, il convient de produire ces dernières au plus près de leur utilisation, basées sur des petites unités.

Pour réussir le remplacement des sources d'énergie tout en préservant les modes de vie humains, il est nécessaire d'aborder différemment la problématique. L'utilisation convergente des différentes énergies renouvelables disponibles est nécessaire. Par exemple, le soleil seul ne suffit pas mais l'association avec le vent ou l'hydraulique permet d'atteindre une performance suffisante.

Le stockage centralisé d'électricité dans des batteries ou autres dispositifs ne peut actuellement pas être envisagé, mais un stockage de petite taille associé à d'autres productions d'énergies renouvelables il devient cohérent et complémentaire.

La principale problématique technique quant à l'adaptation des énergies renouvelables au domaine du chauffage des bâtiment réside dans l'inadéquation entre disponibilité et besoin. Par exemple, en ce qui concerne l'énergie solaire, les besoins sont maximum lorsque l'ensoleillement est minimum. L'énergie éolienne revêt, quant à elle, un caractère aléatoire dont il est rarement possible de s'extraire sauf à quelques exceptions géographiques ou une capacité de stockage très élevée. Seules la géothermie et l'hydraulique sont plus stables et donc davantage prévisibles mais les techniques sont complexes et leurs mises en œuvre anecdotiques.

Actuellement l'intégration d'énergies renouvelables dans le bâtiment, hors production électrique de réseau, permet au mieux de ne couvrir qu'une part très faible de ses besoins calorifiques et moins encore si la ventilation intérieure est suffisante pour maintenir une bonne qualité de l'air intérieur.

Le dispositif selon l'invention propose de faire correspondre à la période de plus fort besoin énergétique du bâtiment, traditionnellement en hiver, la meilleure performance énergétique en énergies renouvelables. Pour réaliser cet objectif technique, le dispositif requiert une installation solaire thermique dont la performance est considérablement augmentée, à laquelle on adjoint une seconde énergie renouvelable de production d'électricité associée à une petite unité de stockage électrique. Cette dernière peut être solaire photovoltaïque ou éolienne, voire les deux cumulées. Selon l'architecture du bâtiment et sa capacité d'accumulation d'énergie thermique, la plus grande part voire la totalité des besoins calorifiques peut ainsi être assurée.

Actuellement, le défaut technique majeur des dispositifs d'énergie solaire thermique réside dans l'utilisation d'un échangeur thermique entre le circuit primaire et le secondaire, ce dernier assurant le chauffage effectif du bâtiment. La finalité de cette technique réside dans la maîtrise de la température du circuit primaire durant les périodes d'absence de chauffage, en saison estivale principalement. En effet, les progrès dans la captation du rayonnement solaire induisent des puissances élevées qu'il convient de maîtriser car les conséquences d'une surchauffe peuvent provoquer la destruction du dispositif causée par une température et une pression trop élevée. Hors, dans la mesure où la source d'énergie ne peut être maîtrisée, les besoins en dissipation calorifiques sont importants. Cet échangeur thermique est habituellement constitué d'un stockage d'eau de grande capacité, alimentant le circuit secondaire de chauffage en période de besoin. Le circuit primaire solaire de quelques dizaines de litres d'eau additivée doit alors parvenir à chauffer un circuit secondaire de chauffage constitué de quelques centaines de litres d'eau claire, impossible en hiver ou en période de faible ensoleillement. Le recours à une énergie

complémentaire est alors indispensable en quantité plus importante encore qu'en absence de dispositif solaire thermique car il est nécessaire de chauffer l'intégralité du ballon de stockage. Ce non-sens technologique est justifié par la nécessité de dissipation calorifique du circuit primaire en période de fort ensoleillement comme en été.

On appelle température de stagnation la température maximale interne tolérée par un capteur solaire thermique de dernière génération sous une pression appropriée, soit généralement autour de 250°C sous 6 bars. Une autre justification à l'utilisation d'un échangeur réside dans la limite de température maximale de fonctionnement des différents appareillages du circuit solaire, généralement inférieure à 100°C. L'utilisation de caloducs intégrés dans des tubes sous vide d'air génère des montées rapides en température dès les premiers rayons de soleil. Ces différentes contraintes ont généré l'utilisation systématique d'un échangeur thermique tel que décrit ci-dessus, ce qui réduit considérablement la performance du système en période de moindre rayonnement solaire comme en hiver.

Afin de pouvoir réellement substituer une énergie renouvelable à une énergie traditionnelle, la meilleure performance est nécessaire. Cette exigence ne peut être obtenue par des dispositifs hybrides existant comme les capteurs photovoltaïques et thermiques simultanés car leurs contraintes respectives sont trop éloignées. Seule l'association dans un même dispositif de la meilleure performance solaire thermique et d'une seconde source d'énergie renouvelable de production d'électricité stockable peut suffire aux besoins calorifiques d'un bâtiment en période de fort besoin comme en hiver. Aucune des technologies existantes de production d'énergie renouvelable considérée séparément n'est suffisamment mature et performante pour assurer seule les besoins calorifiques d'un bâtiment en hiver. Mais les récents progrès dans chacune de ces technologies permettent, s'ils sont combinés, de parvenir à ce résultat. C'est l'objet de cette invention.

Pour parvenir à une production calorifique suffisante en hiver afin de réaliser le chauffage des bâtiments, le dispositif selon l'invention propose d'utiliser comme source principale d'énergie renouvelable une installation solaire thermique dans laquelle le circuit secondaire habituel est supprimé, remplacé par un circuit primaire étendu fonctionnant à l'eau claire. Ce circuit primaire étendu est rendu possible grâce au dispositif selon l'invention décrit ci-dessous.

Cette caractéristique réduit considérablement la quantité de fluide caloporteur utile, permettant des montées en température très rapides par unité de temps de rayonnement solaire disponible. L'unité de temps de rayonnement solaire disponible représente la base sur laquelle est construit le dispositif. Chaque minute de rayonnement solaire doit pouvoir être transformée en énergie calorifique utile. Pour cette raison, un fonctionnement par block est réalisé par l'intermédiaire du circuit primaire étendu . Une quantité partielle du fluide caloporteur, appelée block, est chauffée dans le capteur exposé au rayonnement solaire. Ce block est constitué de la seule partie du fluide contenue dans le capteur, excluant donc le reste du fluide contenu dans le circuit non exposé directement. Ce block est acheminé via un circulateur piloté par un automate programmable, et par l'intermédiaire d'autres appareils décrits plus loin , directement vers l'échangeur de chauffage final constitué par exemple d'un plancher chauffant hydraulique ou de ventilo-convecteurs.

Ce block est alors désolidarisé du circuit primaire pour permettre d'exploiter sa chaleur.

Lorsque le block est refroidi après avoir restitué ses calories, il est remplacé par un autre block du circuit primaire nouvellement chargé ou plus chaud que le précédent si le rayonnement solaire persiste et le besoin de chauffage subsiste.

Dans le dispositif selon l'invention, un automate ou ECU intègre un logiciel qui pilote l'ensemble de l'installation par l'intermédiaire de capteurs, circulateurs et vannes. Mais

l'automatisation peut aussi être confiée à plusieurs ECU indépendants et croisés afin de garantir une plus grande fiabilité.

Le fonctionnement très performant du dispositif nécessite un circuit de décharge des excédents calorifiques du circuit solaire. Une unité de stockage d'eau chaude sanitaire bi-énergie représente idéalement un moyen de décharge et de régulation de la température maximum du circuit solaire.

Les risques de surchauffe en été sont maîtrisé de plusieurs façons. La première consiste en une inclinaison des capteurs favorables à l'élévation solaire en hiver, l'angle favorisant le réfléchissement du rayonnement solaire à mesure de la progression saisonnière vers le solstice d'été. La deuxième consiste en un dispositif d'occultation progressif des capteurs solaires à mesure de la progression entre solstice d'hiver et solstice d'été, constitué par exemple d'un système mécanique de store, intégré ou pas aux capteurs.

Les périodes sans rayonnement solaire suffisants pour chauffer le fluide caloporteur du circuit primaire nécessitent un dispositif complémentaire. Celui-ci peut être réalisé soit au moyen d'énergies traditionnelles soit par l'intermédiaire de résistances électriques intégrées au circuit solaire primaire étendu et alimentées par des batteries, ces dernières étant chargées par une installation solaire photovoltaïque ou éolienne. Ce dernier cas permet de couvrir l'intégralité des besoins de production de chauffage par des énergies renouvelables.

Le dispositif selon l'invention permet de limiter le chauffage complémentaire à la seule partie étendue du circuit primaire, désolidarisée du circuit des capteurs. Cependant, en période de gel, cette particularité permet de rendre le circuit primaire hors gel et supprimer la nécessité d'un additif antigel pour privilégier un circuit primaire à l'eau claire. Cette caractéristique du dispositif le rend plus performant et plus écologique. Son raccordement direct sur le réseau d'eau potable du bâtiment devient possible et facilite la mise en œuvre. Par ailleurs, l'hybridation solaire thermique et photovoltaïque ou éolien permet la sécurisation de l'alimentation électrique nécessaire au fonctionnement du circuit solaire thermique, évitant tout risque de stagnation en cas de rupture d'alimentation électrique de réseau. Un dispositif de basculement automatique entre les sources réseau et batteries est alors utilisé. La faible quantité d'énergie électrique nécessaire au fonctionnement d'une installation solaire thermique en facilite la réalisation.

Le circuit primaire étendu réalisant le chauffage effectif du bâtiment peut être constitué d'un plancher chauffant hydraulique ou de ventilo-convecteurs par exemple, ou tout autre type d'échangeur thermique adéquat. Un plancher chauffant hydraulique aura les avantages d'associer inertie thermique et faible température de fonctionnement, parfaitement compatible avec le dispositif selon l'invention.

Des ventilo-convecteurs permettent, outre le chauffage, un renouvellement de l'air intérieur du bâtiment s'ils sont associés à une injection d'air extérieur forcée et éventuellement filtré au préalable. Cette déclinaison du dispositif selon l'invention permet à la fois de réaliser le chauffage écologique et de préserver la santé de ses occupants en maîtrisant la qualité de l'air ambiant.

L'asservissement du renouvellement d'air à des capteurs de C0 ₂ permet de garantir à la fois un air sain et éviter le remplacement de l'air chaud par de l'air froid en hiver si cela n'est pas utile.

De nos jours, les personnes vivent de plus en plus longtemps à l'intérieur de bâtiments, que ce soit à titre professionnel ou privé. La qualité de l'air dans les bâtiments a donc un impact de plus en plus important pour la santé et devient un impératif d'architecture. L'asservissement du chauffage au renouvellement de l'air intérieur peut être un point de convergence entre écologie, économie d'énergie et santé.

Le dispositif selon l'invention propose l'optimisation de la technologie solaire thermique comme base d'un système hybride de chauffage des bâtiments. Cette optimisation est rendue possible par la suppression des principaux inconvénients actuels de cette technologie. L'hybridation permet à la fois l'optimisation et le complément d'énergie nécessaire à une installation de production calorifique suffisante tout en réduisant la quantité de matériel nécessaire. Ces caractéristiques permettent une telle installation sur la plupart des bâtiments existants.

Les FIG.1 et FIG.2 représentent une installation typique du dispositif selon l'invention.

Les sources d'énergie renouvelable sont composées d'un champ de capteurs solaires thermiques (1 ), d'un champ de capteurs solaires photovoltaïques (2) et d'une source d'énergie éolienne (3). La production électrique éolienne et solaire photovoltaïque est stockée dans une banque de batterie (5) par l'intermédiaire d'une interface de calcul (4). Les liaisons hydrauliques sont constituées de tubes de diamètre adapté à la puissance de l'installation. Le calculateur (4), représenté schématiquement FIG.3, gère l'alimentation électrique des résistances (12) et (13), les circulateurs hydrauliques (P6) et (P7), la vanne 2 voies (V1 7) et la vanne 3 voies (V1 5). Les entrées du calculateur sont les températures (t1 ) du champ de capteurs solaires thermiques, (t2) du découplage primaire, (t3) du découplage secondaire, (t4) du ballon d'eau chaude sanitaire, (t5) de l'échangeur thermique de chauffage et (t6) de la température ambiante de l'espace à chauffer. Les sondes de température sont reliées au calculateur par les câbles électriques spécifiques (19) tandis que l'alimentation des actionneurs est réalisée par l'intermédiaire de câbles électriques spécifiques (18). Le calculateur (4), composé d'un ou plusieurs ECU indépendants ou liés, intègre les logiciels représentés FIG.10, FIG.11 et FIG.12

La FIG.4 représente l'exemple du dispositif de découplage hydraulique (8) et (9) à

dimensionner selon les caractéristiques de l'installation. Il s'agit d'un vase cylindrique hydraulique intégrant des entrées et des sorties de telle sorte qu'elles respectent le principe de construction défini FIG.5.

La FIG.5 représente le principe du découplage hydraulique à 2 entrées + 2 sorties. Les entrées sont repérées (A) et (B), leur retour (C) et (D). Les sorties sont repérées (E) et (F), leur retour (G) et (H). Le principe physique est que la circulation du fluide s'orientera toujours vers la sortie la plus facile. Pour parvenir à ce résultat, les dimensions relatives repérées (y) et (z) doivent être inférieures à celle repérée (x) à débits entrée/sortie équivalents. Peut importe la taille du vase ou son matériau, nécessairement cylindrique ou de forme allongée pour respecter cette règle de construction. Les différentes combinaisons de circulation hydraulique dans ce vase sont expliquées FIG.6

La FIG.6 représente les 4 états de découplage du dispositif utilisé pour le mode de réalisation de l'invention représenté FIG.1 . Dans cet exemple, le vase est à 1 entrée + 1 sortie. Les flèches indiquent le sens du fluide généré par les circulateurs (6) et (7).

La FIG.6A représente le cas de circulations en opposition, l'échange thermique entre le circuit primaire et le circuit secondaire est réalisé dans le vase uniquement.

La FIG.6B représente le cas de circulations complémentaires, dans le même sens. Le circuit primaire est intégralement repris dans le circuit secondaire de chauffage.

La FIG.6C représente le cas d'absence de circulation primaire mais le circuit secondaire est en circulation. C'est le cas du chauffage par une source d'énergie complémentaire, le circuit primaire étant moins chaud que le secondaire.

La FIG.6D représente le circuit primaire en circulation mais le circuit secondaire arrêté. C'est le cas de la mise en température du circuit primaire.

Les 4 figures montrent que les circuits primaire et secondaire ne sont pas isolés l'un de l'autre mais coexistent et se remplacent selon le cas. Il s'agit de la définition du circuit primaire étendu du dispositif selon l'invention.

Cependant, une seule unité de découplage ne permet pas l'intégration d'une seconde source calorifique dans le circuit de chauffage, nécessaire en cas d'insuffisance de soleil, car cela reviendrait à chauffer inutilement le circuit primaire et générer des pertes d'énergie importantes. La solution selon l'invention requiert, comme l'indique la FIG.7, la mise en parallèle de 2 vases de découplage (8) et (9) avec l'adjonction d'une vanne d'arrêt (V17) entre les 2. Cette solution permet de conserver le principe d'un circuit secondaire comme un primaire étendu mais permet une réelle dissociation entre les 2 circuits. La résistance thermique (R12), de faible puissance, sert uniquement à la mise hors gel du circuit primaire et permet un fonctionnement à l'eau claire. Le fonctionnement à l'eau claire permet l'utilisation de l'installation comme rafraîchisseur d'air en période de chaleur en faisant simplement circuler l'eau potable du réseau du bâtiment dans l'échangeur thermique d'air conditionné (16) sans passer par le circuit primaire solaire. Dans ce cas, le circuit primaire désolidarisé sert uniquement au chauffage de l'eau chaude sanitaire.

La résistance thermique (R13) permet de compléter ou se substituer à l'énergie solaire thermique générée par le champ de capteur (1 ). Cette résistance calorifique est alimenté en priorité par la banque de batteries (5) et, si cette dernière s'avère insuffisante, par l'électricité de réseau du bâtiment. Les FIG.8 et FIG.9 représentent un autre mode de réalisation, plus perfectionné, permettant le fonctionnement par block tel que décrit plus haut. Dans ce mode, le vase de découplage (9) est remplacé par le vase de découplage (20) tel que représenté FIG.8. Il s'agit d'un vase à 1 entrée et 3 sorties, chaque sortie est équipée d'un circulateur repérés (P21 ), (P22), (P23) et d'une vanne d'arrêt repérées (V24), (V25), (V26). Le nombre de sorties est à l'appréciation de l'homme de métier et n'est pas limité. Le vase (20) se comporte comme un distributeur de chaleur, piloté par le calculateur (4).

La sortie (21 ) alimente l'échangeur solaire du réservoir d'eau chaude sanitaire (14).

La sortie (22) alimente le circuit de chauffage par l'intermédiaire du vase de découplage (27) qui dispose de 2 entrée et 1 sortie. La deuxième alimentation du vase de découplage (27), repérée (M) pour l'entrée et (N) pour le retour, permet le rafraîchissement en la raccordant à une alimentation d'eau claire du réseau d'eau du bâtiment ou éventuellement refroidie par une pompe à chaleur. L'entrée (M) peut également être raccordée à un dispositif de chauffage à eau chaude existant. Cette dernière possibilité permet une adaptation à une installation déjà existante sans perte calorifique.

L'entrée (M) permet également, via un by-pass, de passer du mode chauffage au mode refroidissement en faisant circuler dans l'échangeur (16) l'eau d'alimentation du réservoir d'eau chaude sanitaire. Cette possibilité permet à la fois un rafraîchissement du bâtiment et de redistribuer les calories récupérées dans le réservoir d'eau chaude.

La sortie (23) alimente un échangeur de sécurité de façon à éviter une surchauffe de l'installation au-delà de la consigne prévue par l'homme de métier, généralement inférieure à 100°C.

Le sens de circulation du fluide est repéré par des flèches. L'entrée du vase de découplage (20) correspond à la sortie du vase de découplage (8) du circuit primaire solaire. Les vannes d'arrêt ont pour but d'isoler totalement chacun des circuits étendus, les différences de température importantes pouvant créer des circulations parasites et pondérer la performance de l'installation. Ces vannes d'arrêt seront idéalement dotées de capteurs de fin de course auxquels seront asservis les circulateurs correspondants. Ce vase de découplage (20) est équipé d'autant de sorties que considérées nécessaires par l'homme de métier selon l'installation à réaliser.

La FIG.9 représente l'installation typique du dispositif selon l'invention avec un fonctionnement par block intégrant un échangeur de chauffage par ventilo-convecteur (16). Un circulateur (P28) est intercalé entre le vase de découplage (27) et l'échangeur de chauffage (16), sans vanne d'arrêt nécessaire. Plusieurs logiciels pilotent l'ensemble du dispositif selon l'invention et décrivent son fonctionnement FIG.10, FIG.11 , FIG.12. Ces logiciels sont représentés sous la forme de grafcet selon la norme. L'homme de métier les traduira dans le langage de l'automate utilisé et les complétera pour les adapter au cas par cas.

La FIG.10 représente le logiciel de base de fonctionnement de l'installation solaire thermique, du champ de capteurs (1) jusqu'à la vanne d'arrêt (17). Il intègre la fonction de mise hors gel par les étapes (10) et (11). La transition entre les étapes (20) et (21 ) est réalisée de façon à anticiper l'ouverture de la vanne d'arrêt (V17) pour un remplissage calorifique optimal du vase de découplage (9) en tenant compte du temps d'ouverture et de fermeture total de la vanne. Le fonctionnement indépendant du circuit primaire est réalisé de façon à optimiser la production calorifique de l'installation.

La FIG.11 représente le logiciel de fonctionnement de base d'une installation typique à vanne 3 voies (V15), du vase de découplage (9) à l'échangeur de chauffage (16) et le réservoir d'eau chaude sanitaire (14). Il intègre la fonction de chauffage secondaire et la fonction de sécurité thermique. Le réservoir d'eau chaude sanitaire dispose de 2 consignes de température (z1) et (z2), correspondant respectivement à l'objectif de température d'eau, généralement de 65°C, et la température maximale de construction du réservoir, généralement inférieure à 100°C.

La FIG.12 représente le logiciel de fonctionnement de base d'une installation typique à logique de blocks. Il s'agit d'un découpage de la quantité totale de fluide caloporteur selon ses

caractéristiques calorifiques de façon à en extraire le maximum de calories selon les besoins. Ce logiciel permet l'exploitation du dispositif selon l'invention tel que représenté FIG.1 complété de la FIG.9. Le découpage pour le chauffage de l'eau chaude sanitaire est réalisé par les étapes (30) à (32). Le découpage pour le chauffage est réalisé par les étapes (50) à (53), intégrant l'hybridation avec une énergie renouvelable de production électrique. Les étapes (60) et (70) réalisent le pilotage final du chauffage ou du rafraîchissement. La sécurisation thermique de l'installation est réalisée par les étapes (40) à (42)

Ce logiciel est à compléter selon les caractéristiques de l'installation par l'homme de métier avec la définition de la variable (v), consigne de (t7) La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, il appartient à l'homme de métier de l'adapter selon l'environnement technique où cette invention sera utilisée.

Le dispositif selon l'invention est plus particulièrement destiné au chauffage et au

conditionnement d'air des bâtiments. Ce dispositif est susceptible d'être intégré dans la construction de tous les types de bâtiment ainsi qu'adapté aux bâtiments existant.

Ce dispositif peut également être appliqué à d'autres domaines de l'industrie où il est nécessaire de contrôler une température de fluide à partir d'une source d'énergie thermique variable ou non maîtrisable.