Schémas de raccordement du réservoir tampon

Le schéma de connexion de l'accumulateur thermique dépend des régimes thermiques et hydrauliques de la source et du consommateur de chaleur, ainsi que du nombre de sources et de consommateurs.

Le schéma de connexion directe de l'accumulateur thermique au circuit de la source et du consommateur de chaleur est utilisé lorsque :

• Les exigences en matière de qualité du fluide caloporteur dans le circuit de la source et du consommateur sont les mêmes.
• La pression de service du consommateur de chaleur (dans tous les régimes) ne dépasse pas la pression maximale admissible pour la source de chaleur et pour l'accumulateur thermique lui-même.
• La température du fluide caloporteur dans l'accumulateur thermique correspond, dans tous les régimes, à la température requise pour le consommateur.

Ce schéma est utilisé dans les petits systèmes de chauffage des maisons individuelles avec régulation quantitative sur les appareils de chauffage. Ainsi, à la sortie de la source de chaleur, et donc dans l'accumulateur thermique, une température constante est maintenue.

Si le régime thermique du consommateur implique une régulation qualitative avec une température variable du fluide caloporteur en fonction du moment de la journée ou de la température extérieure, ce schéma est complété par un module de mélange.

Le schéma de connexion du consommateur à l'accumulateur thermique avec un module de mélange est utilisé lorsque :

• Les exigences en matière de qualité du fluide caloporteur dans le circuit de la source et du consommateur sont les mêmes.
• La température du fluide caloporteur à la sortie de la source de chaleur dépasse, dans certains régimes, la température nécessaire pour le consommateur.
• La pression de service du consommateur de chaleur (dans tous les régimes) ne dépasse pas la pression maximale admissible pour la source de chaleur et pour l'accumulateur thermique lui-même.

Ce schéma est utilisé dans les systèmes de chauffage avec régulation qualitative, où la température du fluide caloporteur entrant dans le système de chauffage dépend de la température extérieure, du moment de la journée, du jour de la semaine ou de la température de l'air dans la pièce de contrôle.

Le fluide caloporteur chaud, prélevé dans la partie supérieure de l'accumulateur thermique, est mélangé par une vanne trois voies avec le fluide du circuit de retour dans une proportion nécessaire pour atteindre la température souhaitée du mélange entrant dans le système de chauffage.

La capacité à maintenir la température de l'eau dans l'accumulateur thermique à un niveau aussi élevé que possible est un avantage de ce schéma, car elle permet d'augmenter la capacité de stockage.

Si la pression de service du consommateur dépasse la pression de service de l'accumulateur thermique ou de la source de chaleur, une connexion indépendante du consommateur (via un échangeur de chaleur) est utilisée.

Si la pression de service dans le circuit de la source de chaleur dépasse la pression admissible pour l'accumulateur thermique ou le système de chauffage, un schéma avec échangeur de chaleur dans le circuit de la source est utilisé.

Le schéma de connexion de l'accumulateur thermique avec un échangeur de chaleur intégré est utilisé lorsque :

• La pression de service dans le circuit de la source de chaleur dépasse la pression admissible pour le système de chauffage.
• Les exigences en matière de qualité du fluide caloporteur dans le circuit de la source de chaleur et du consommateur de chaleur sont différentes.

Si la surface d'échange des échangeurs intégrés dans les accumulateurs thermiques est insuffisante pour chauffer le volume d'eau requis dans le temps imparti, des schémas avec un échangeur de chaleur externe et une pompe de charge sont utilisés.

Le schéma de connexion de l'accumulateur thermique avec un échangeur de chaleur externe et une pompe de charge est utilisé lorsque :

• Les échangeurs de chaleur intégrés en série ne permettent pas de chauffer le réservoir dans le temps imparti.
• La pression du fluide caloporteur dans le circuit de la source de chaleur dépasse la pression admissible pour le consommateur ou l'accumulateur thermique.
• Les exigences en matière de qualité du fluide caloporteur dans le circuit du consommateur et de la source de chaleur sont différentes.

Les accumulateurs thermiques avec ballon intégré sont utilisés pour connecter des systèmes d'eau chaude sanitaire avec des besoins de pointe élevés mais de courte durée.

Ces accumulateurs thermiques se distinguent par leur capacité à répondre temporairement à des besoins élevés en eau chaude, mais après remplissage du ballon intégré avec de l'eau froide, le réchauffage prendra du temps.

Dans les systèmes nécessitant une puissance de chauffage continue élevée, des accumulateurs thermiques avec échangeur de chaleur intégré ou externe pour les systèmes d'eau chaude sanitaire sont installés.

Le schéma de connexion de l'accumulateur thermique avec échangeur de chaleur pour eau chaude sanitaire est utilisé lorsque des besoins élevés en chauffage continu pour l'eau chaude sanitaire sont nécessaires.

Les accumulateurs thermiques avec échangeur de chaleur pour eau chaude sanitaire fournissent une puissance de chauffage continue élevée mais ne peuvent pas couvrir les pics de demande en dehors de cette plage.

Si la puissance continue requise pour le chauffage de l'eau n'est pas assurée par les échangeurs de chaleur intégrés en série, un accumulateur thermique avec échangeur de chaleur externe et pompe de charge est utilisé.

Schéma bivalent de connexion de l'accumulateur thermique avec un panneau solaire. Le panneau solaire est connecté à l'accumulateur thermique via un échangeur de chaleur intégré dans la partie inférieure du réservoir. Il est prévu de chauffer le réservoir au maximum avec l'énergie solaire et, si nécessaire, de le réchauffer avec une seconde source.

Dans ce schéma, la source supplémentaire peut être une chaudière à gaz, à combustibles solides ou électrique.

Connexion de l'accumulateur thermique à plusieurs sources de chaleur. L'utilisation de plusieurs sources de chaleur dans les systèmes modernes est justifiée par les coûts différents de l'unité thermique produite par chacune d'entre elles.

L'énergie thermique fournie par le soleil est la moins chère, mais elle n'est pas toujours disponible, et ses pics ne coïncident généralement pas avec les pics de consommation.

L'énergie thermique produite par la pompe à chaleur coûte plus cher que celle des capteurs solaires, mais elle est toujours disponible. Cependant, pour couvrir toute la charge thermique avec une pompe à chaleur, des investissements importants sont nécessaires, de sorte que la puissance de la pompe à chaleur est souvent inférieure à la puissance requise par le système.

L'énergie thermique produite par une chaudière à gaz, électrique ou à combustibles solides est la plus chère et n'est donc utilisée que pour le chauffage supplémentaire lorsque les deux premières sources ne suffisent pas.

L'accumulateur thermique permet de stocker l'énergie thermique de plusieurs sources et de la distribuer à un ou plusieurs consommateurs. Les sources basse température, comme les pompes à chaleur et les panneaux solaires, sont connectées à la partie inférieure du réservoir, tandis que les sources haute température, comme les chaudières à combustibles solides, à gaz ou électriques, sont connectées à la partie supérieure.

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