Pompe de piscine, installation de piscine et procédé pour faire fonctionner l'installation de piscine

Abstract

 Pompe de piscine, comportant un moteur électrique à vitesse variable, lequel a un premier point A de fonctionnement donnant un débit nominal, pour recycler l'eau du bassin, caractérisée en ce que le moteur a un deuxième point B de fonctionnement donnant un débit supérieur au débit nominal, pour alimenter un circuit de nage à contre-courant, et un troisième point C de fonctionnant donnant un débit inférieur au débit nominal, pour alimenter un robot de nettoyage.

Description

[0001] L'invention concerne une pompe de piscine, comportant un moteur électrique à vitesse variable, une installation de piscine ainsi qu'un procédé pour faire fonctionner l'installation de piscine.

[0002] Une installation de piscine comporte habituellement un circuit hydraulique de recyclage de l'eau du bassin, un circuit hydraulique de nage à contre-courant et un circuit hydraulique d'alimentation d'un robot de nettoyage des parois du bassin.

[0003] Ces circuits hydrauliques différents nécessitent en fonctionnement des débits d'eau différents : ainsi, le débit du circuit de nage à contre-courant doit être un multiple, typiquement 2, du débit nominal du circuit de recyclage de l'eau du bassin et le débit du circuit d'alimentation du robot de nettoyage doit être une fraction, typiquement 0,2, du débit nominal.

[0004] Il est connu d'utiliser une pompe par circuit hydraulique, mais cela est coûteux et compliqué.

[0005] Le document Patent Abstract of Japan du JP-A-0 727 297 prévoit de contrôler la vitesse d'une pompe de circulation d'eau par un circuit de sélection de fréquence d'alimentation de la pompe en référence à un détecteur de qualité d'eau.

[0006] Les robots de nettoyage habituels sont asservis par des systèmes indépendants des circuits sus-mentionnés, placés au bord de la piscine lors du cylce de nettoyage.

[0007] L'invention vise un moyen simple de faire fonctionner les circuits hydrauliques de recyclage de l'eau du bassin, de nage à contre-courant et d'alimentation d'un robot de nettoyage à leur débit respectif, en utilisant une seule et même pompe.

[0008] On y parvient par une pompe de piscine dont le moteur a, en plus d'un premier point de fonctionnement fixé à l'avance et donnant le débit nominal pour recycler l'eau du bassin, un deuxième point de fonctionnement fixé à l'avance et donnant un débit donné supérieur au débit nominal pour alimenter le circuit de nage à contre-courant, et un troisième point de fonctionnement fixé à l'avance et donnant un débit donné inférieur au débit nominal pour alimenter un robot de nettoyage.

[0009] La pompe de piscine suivant l'invention permet d'alimenter en eau aux débits souhaités les circuits hydrauliques d'une installation de piscine avec possibilité de n'utiliser qu'un moteur.

[0010] Dans un mode de réalisation de la pompe de piscine, la vitesse variable du moteur est obtenue par un variateur de fréquence connecté au moteur, le premier point de fonctionnement correspondant à une fréquence d'alimentation nominale, le deuxième point de fonctionnement correspondant à une fréquence d'alimentation supérieure à la fréquence d'alimentation nominale et le troisième point de fonctionnement correspondant à une fréquence d'alimentation inférieure à la fréquence d'alimentation nominale.

[0011] Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le rapport entre les fréquences correspondant respectivement aux premier, deuxième et troisième points de fonctionnement est sensiblement de 0,5 à 1 à 1,2 , exprimé en fréquence nominale.

[0012] Dans un mode de réalisation, on obtient une variation progressive de la fréquence, passant d'un point de fonctionnement à l'autre. La fréquence nominale est choisie selon le mode de fonctionnement le plus important pour minimiser les pertes électriques.

[0013] Un rapport préféré permet de retrouver les courbes hydrauliques pour réaliser les points de fonctionnement d'une piscine adéquats.

[0014] L'avantage d'une autre réalisation est que le variateur de fréquence est dimensionné sur le mode de fonctionnement le plus important, le recyclage d'eau, et non pas sur le mode de nage à contre-courant temporaire à une vitesse de rotation élevée. Grâce au circuit de nage à contre-courant à faibles pertes de charge, la puissance exigée reste au-dessous de la puissance nominale.

[0015] Dans un mode de réalisation avantageux de la pompe de piscine suivant l'invention, le circuit hydraulique de nage à contre-courant est à faibles pertes de charge et la puissance maximale du système est demandée à débit et à fréquence nominaux.

[0016] L'invention prévoit également une installation de piscine comportant :

• un bassin,
• un circuit hydraulique de recyclage de l'eau du bassin,
• un circuit hydraulique de nage à contre-courant,
• un circuit hydraulique d'alimentation d'un robot de nettoyage,
• trois première, deuxième et troisième vannes d'arrêt disposées respectivement dans les trois circuits hydrauliques,
• une pompe comportant un moteur électrique à vitesse variable,

le moteur électrique ayant un premier point de fonctionnement fixé à l'avance, qui donne un débit nominal, les deuxième et troisième vannes d'arrêt étant fermées et la première vanne d'arrêt étant ouverte, lorsque le moteur prend le premier point de fonctionnement,
caractérisée en ce que les circuits hydrauliques ont une conduite commune dans laquelle est montée la pompe, de l'aval de laquelle partent vers le bassin, dans le sens de circulation de l'eau, d'une part, un premier conduit muni de la première vanne d'arrêt et commun au circuit hydraulique de recyclage de l'eau du bassin et au circuit hydraulique d'alimentation du robot de nettoyage et, d'autre part, un deuxième conduit du circuit hydraulique de nage à contre-courant muni de la deuxième vanne d'arrêt, et de l'amont de laquelle partent vers le bassin, dans le sens inverse de circulation de l'eau du bassin, d'une part, une troisième conduite d'aspiration commune au circuit hydraulique de recyclage de l'eau du bassin et au circuit hydraulique de nage à contre-courant et, d'autre part, une quatrième conduite du circuit d'alimentation du robot de nettoyage munie de la troisième vanne d'arrêt,
le moteur comporte un deuxième point de fonctionnement fixé à l'avance, qui donne un débit donné supérieur au débit nominal, les première et troisième vannes d'arrêt étant fermées et la deuxième vanne d'arrêt étant ouverte, lorsque le moteur prend le deuxième point de fonctionnement, et
le moteur comporte un troisième point de fonctionnement fixé à l'avance, qui donne un débit donné inférieur au débit nominal, les première et troisième vannes d'arrêt étant ouvertes et la deuxième vanne d'arrêt fermée, lorsque le moteur prend le troisième point de fonctionnement.

[0017] Les circuits hydrauliques de l'installation de piscine suivant l'invention fonctionnent par une seule pompe et un seul moteur.

[0018] L'invention prévoit également un procédé pour faire fonctionner une installation de piscine dans lequel, pour faire fonctionner l'installation de piscine en recyclage de l'eau du bassin, on fait prendre au moteur un premier point de fonctionnement fixé à l'avance et donnant un débit nominal, on ferme les deuxième et troisième vannes d'arrêt et on ouvre la première vanne d'arrêt. Pour faire fonctionner l'installation en nage à contre-courant, on fait prendre au moteur un deuxième point de fonctionnement fixé à l'avance qui donne un débit donné supérieur au débit nominal, on ferme les première et troisième vannes d'arrêt et on ouvre la deuxième vanne d'arrêt. Pour faire fonctionner l'installation de piscine en alimentation du robot de nettoyage, on fait prendre au moteur un troisième point de fonctionnement fixé à l'avance qui donne un débit donné inférieur au débit nominal, on ouvre les première et troisième vannes d'arrêt et on ferme la deuxième vanne d'arrêt.

[0019] Le procédé suivant l'invention permet de faire fonctionner les circuits hydrauliques de l'installation de piscine à leur débit respectif par un seul moteur d'une seule et même pompe, le moteur fonctionnant, en ses trois points de fonctionnement fixés, avec un rendement optimum.

[0020] Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple,

la figure 1 représente un schéma d'une installation de piscine, suivant l'invention,

la figure 2 représente la loi de transformation puissance-fréquence,

la figure 3 représente les points de fonctionnement dans le diagramme dans la courbe caractéristique QH.

[0021] A la figure 1, l'installation de piscine comporte un bassin 1 d'eau communiquant, au fond du bassin, avec une conduite 2 d'aspiration de l'eau du bassin, dont l'extrémité éloignée du bassin communique, d'une part, avec une conduite 3 destinée à alimenter en eau un robot R de nettoyage des parois du bassin, et, d'autre part, avec une conduite 4 d'aspiration débouchant dans l'entrée d'aspiration d'une pompe 5 à eau. La sortie de refoulement de l'eau de la pompe 5 débouche dans un conduit 6 de refoulement, dont l'extrémité qui est éloignée de la pompe communique, d'une part, avec un conduit 7 de nage à contre-courant débouchant dans le haut du bassin, et, d'autre part, avec une extrémité d'un conduit 8 de filtration, dans une section transversale duquel se trouve un filtre 9 et dont l'autre extrémité libre plonge dans le bassin 1. Le filtre 9 est un filtre à sable, à diatomées ou à membrane active.

[0022] Une vanne V1 d'arrêt est montée dans le conduit 8 de filtration entre son extrémité communiquant avec la conduite 6 de refoulement et le filtre 9. Une vanne V2 d'arrêt est montée dans le conduit 7 de nage à contre-courant. Une vanne V3 d'arrêt est montée dans le conduit 3 d'alimentation du robot.

[0023] Un circuit I de recyclage de l'eau par filtration est constitué du bassin 1, de la conduite 2 d'aspiration de l'eau du bassin, de la conduite 4 d'aspiration, de la pompe 5, du conduit 6 de refoulement et du conduit 8 de filtration. Un circuit Il de nage à contre-courant est constitué du bassin 1, de la conduite 2 d'aspiration de l'eau du bassin, de la conduite 4 d'aspiration, de la pompe 5, du conduit 6 de refoulement et du conduit 7 de nage à contre-courant. Le flux d'eau demandé est réalisé par un circuit hydraulique à faibles pertes de charge. L'eau de ce circuit ne passe pas par le filtre 9, mais entre directement dans le bassin 1, par exemple à travers des buses d'injection non représentées du conduit 7 de nage à contre-courant. Un circuit III d'alimentation du robot R de nettoyage est constitué du bassin 1 de la conduite 3 d'alimentation du robot, de la conduite 4 d'aspiration, de la pompe 5, du conduit 6 de refoulement et du conduit 8 de filtration. La pompe est montée dans une conduite commune aux circuits hydrauliques I, II et III et formée de la conduite 4 d'aspiration et de la conduite 6 de refoulement.

[0024] La pompe 5 à eau est munie d'un moteur électrique à vitesse variable. On peut faire varier la vitesse du moteur électrique par un variateur de fréquence, non représenté. En un premier point A de fonctionnement, fixé à l'avance, du moteur électrique, on fait fonctionner le moteur à une fréquence f_N nominale. On ferme les deuxième et troisième vannes V2, V3 d'arrêt et on ouvre la première vanne V1 d'arrêt, de sorte que le circuit hydraulique I de recyclage de l'eau du bassin fonctionne au débit nominal.

[0025] En un deuxième point B de fonctionnement, fixé à l'avance, du moteur électrique, on fait fonctionner le moteur à une fréquence f₂ donnée supérieure à la fréquence nominale. On ouvre la deuxième vanne V2 d'arrêt et on ferme la première vanne V1 d'arrêt et la troisième vanne V3 d'arrêt, de sorte que le circuit hydraulique Il de nage à contre-courant fonctionne à un débit supérieur au débit nominal.

[0026] En un troisième point C de fonctionnement, fixé à l'avance, du moteur électrique, on fait fonctionner le moteur à une fréquence f₁ donnée inférieure à la fréquence nominale. On ouvre la première vanne V1 d'arrêt et la troisième vanne V3 d'arrêt et on ferme la deuxième vanne V2 d'arrêt, de sorte que le circuit III hydraulique d'alimentation du robot de nettoyage fonctionne à un débit inférieur au débit nominal.

[0027] Un dispositif 10 de sélection, par lequel on sélectionne un point de fonctionnement parmi les trois points de fonctionnements A, B, C fixés à l'avance, est relié au variateur de fréquence du moteur de la pompe 5, de sorte à fixer la vitesse du moteur à la fréquence correspondante f_N, f₂ ou f₁.

[0028] La figure 2 représente la loi de transformation de la fréquence f du moteur et la puissance P ainsi que le comportement du débit Q. La puissance maximale P_Max est égale à la puissance nominale P_N même pour des fréquences supérieures f₂ à la fréquence nominale f_N.

[0029] Au premier point A de fonctionnement correspondant à la fréquence nominale f_N, le circuit I de recyclage de l'eau du bassin à un débit nominal Q_N qui dépend de la saturation du filtre 9. La puissance consommée ne dépasse pas la puissance nominale P_N. Au deuxième point de fonctionnement B, correspondant à la fréquence f₂ du moteur, le circuit hydraulique Il de nage à contre-courant a un débit considérablement grand Q₂. En général, la courbe caractéristique QH change avec la vitesse de rotation n du moteur selon les relations Q proportionnel à n et H proportionnel à n² et également par conséquent avec la fréquence f. Cependant, comme la perte de charge du circuit hydraulique Il de nage à contre-courant est plus petite que celle du circuit hydraulique I de recyclage de l'eau du bassin, le débit augmente davantage.

[0030] Au troisième point C de fonctionnement du moteur, correspondant à la fréquence du moteur f1, le débit Q1 dans le circuit hydraulique III de l'alimentation du robot de nettoyage dépend également de la saturation du filtre 9.

[0031] Le moteur électrique et le variateur de fréquence sont dimensionnés pour la puissance nominale P_N à la fréquence nominale f_N au lieu d'être dimensionnés pour la puissance P' à la fréquence f₂ supérieure à la fréquence nominale. Un variateur de type PWM (modulation de la largeur des impulsions) a l'avantage d'être très simple et fiable. De plus, il permet de garder un rendement optimum aux trois fréquences indiquées ci-dessus.

[0032] La figure 3 représente les courbes caractéristiques H pour les fréquences f₁, f_N et f₂ du moteur ainsi que les points de fonctionnements A, B et C. La saturation du filtre 9 provoque une variation du point A. Le point A peut être modifié selon le besoin de recyclage de l'eau du bassin. Pour une piscine familiale d'environ 50 m³ d'eau, les débits sont les suivants :

• pour le recyclage de l'eau avec filtre à membrane active : 10 à 22 m³/h, suivant la qualité de l'eau,
• pour l'alimentation du robot de nettoyage : 4 à 6 m³/h ;
• pour le circuit de nage à contre-courant : 40 m³/h.

Revendications

1. Pompe de piscine, comportant un moteur électrique à vitesse variable, lequel a un premier point (A) de fonctionnement fixé à l'avance et donnant un débit nominal, pour recycler l'eau du bassin, caractérisée en ce que le moteur a un deuxième point (B) de fonctionnement fixé à l'avance et donnant un débit donné supérieur au débit nominal, pour alimenter un circuit de nage à contre-courant, et un troisième point (C) de fonctionnement fixé à l'avance et donnant un débit donné inférieur au débit nominal, pour alimenter un robot de nettoyage.

2. Pompe de piscine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la vitesse variable du moteur est obtenue par un variateur de fréquence connecté au moteur, le premier point (A) de fonctionnement correspondant à une fréquence d'alimentation nominale, le deuxième point (B) de fonctionnement correspondant à une fréquence d'alimentation supérieure à la fréquence d'alimentation nominale et le troisième point (C) de fonctionnement correspondant à une fréquence d'alimentation inférieure à la fréquence d'alimentation nominale.

3. Pompe de piscine suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le rapport entre les fréquences correspondant respectivement aux premier, deuxième et troisième points (A, B, C) de fonctionnement est sensiblement de 0,5 à 1 à 1,2 , exprimé en fréquence nominale.

4. Pompe de piscine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le circuit hydraulique de nage à contre-courant est à faibles pertes de charge et la puissance maximale du système est demandée à débit et à fréquence nominaux.

5. Installation de piscine comportant :

- un bassin (1),

- un circuit (I) hydraulique de recyclage de l'eau du bassin,

- un circuit (Il) hydraulique de nage à contre-courant,

- un circuit (III) hydraulique d'alimentation d'un robot de nettoyage,

- trois première, deuxième et troisième vannes (V1, V2, V3) d'arrêt disposées respectivement dans les trois circuits (I, II, III) hydrauliques,

- une pompe (5) comportant un moteur électrique à vitesse variable et disposée dans l'un des circuits hydrauliques (I, II, III),

le moteur électrique ayant un premier point (A) de fonctionnement fixé à l'avance et donnant un débit nominal, les deuxième et troisième vannes (V2, V3) d'arrêt étant fermées et la première vanne (V1) d'arrêt étant ouverte, lorsque le moteur prend le premier point (A) de fonctionnement,
caractérisée en ce que les circuits hydrauliques (I, II, III) ont une conduite (4, 6) commune dans laquelle est montée la pompe (5), de l'aval de laquelle partent vers le bassin (1), dans le sens de circulation de l'eau, d'une part, un premier conduit (8) muni de la première vanne (V1) d'arrêt et commun au circuit (I) hydraulique de recyclage de l'eau du bassin et au circuit (III) hydraulique d'alimentation du robot de nettoyage et, d'autre part, un deuxième conduit (7) du circuit (Il) hydraulique de nage à contre-courant muni de la deuxième vanne (V2) d'arrêt, et de l'amont de laquelle partent vers le bassin (1), dans le sens inverse de circulation de l'eau du bassin, d'une part, une troisième conduite (2) d'aspiration commune au circuit (I) hydraulique de recyclage de l'eau du bassin et au circuit (Il) hydraulique de nage à contre-courant et, d'autre part, une quatrième conduite (3) du circuit (III) d'alimentation du robot de nettoyage munie de la troisième vanne (V3) d'arrêt, le moteur comporte un deuxième point (B) de fonctionnement fixé à l'avance, qui donne un débit donné supérieur au débit nominal et pour lequel les première et troisième vannes (V1, V3) d'arrêt sont fermées et la deuxième vanne (V2) d'arrêt est ouverte,
le moteur comporte un troisième point (C) de fonctionnement fixé à l'avance, qui donne un débit donné inférieur au débit nominal et pour lequel les première et troisième vannes (V1, V3) d'arrêt sont ouvertes et la deuxième vanne (V2) d'arrêt est fermée.

6. Procédé pour faire fonctionner une installation de piscine comportant:

- un bassin (1),

- un circuit (I) hydraulique de recyclage de l'eau du bassin,

- un circuit (Il) hydraulique de nage à contre-courant,

- un circuit (III) hydraulique d'alimentation d'un robot de nettoyage,

- une pompe (5) se trouvant dans une conduite (4, 6) commune aux trois circuits hydrauliques (I, II, III),

- trois première, deuxième et troisième vannes (V1, V2, V3) d'arrêt disposées respectivement dans des conduites des trois circuits (I, Il, III) hydrauliques menant au bassin,

- la pompe comportant un moteur électrique à vitesse variable,

dans lequel, pour faire fonctionner l'installation de piscine en recyclage de l'eau du bassin, on fait prendre au moteur un premier point (A) de fonctionnement fixé à l'avance et donnant un débit nominal, on ferme les deuxième et troisième vannes (V2, V3) d'arrêt et on ouvre la première vanne (V1) d'arrêt,
caractérisé en ce que
pour faire fonctionner l'installation en nage à contre-courant, on fait prendre au moteur un deuxième point (B) de fonctionnement fixé à l'avance, qui donne un débit donné supérieur au débit nominal, on ferme les première et troisième vannes (V1, V3) d'arrêt et on ouvre la deuxième vanne (V2) d'arrêt,
pour faire fonctionner l'installation de piscine en alimentation du robot de nettoyage, on fait prendre au moteur un troisième point (C) de fonctionnement fixé à l'avance, qui donne un débit donné inférieur au débit nominal, on ouvre les première et troisième vannes (V1, V3) d'arrêt et on ferme la deuxième vanne (V2) d'arrêt.

Dessins