Brevet FR2178040A1 — publié le 19731109

La présente invention se rapporte à des installations de chauffage pour espaces clos, et elle concerne, plus particulièrement, des installations de chauffage du type totalement enfermé et basé sur la circulation d'un liquide chauffé dans un ou plusieurs radiateurs. Il n1 était pas possible, jusqu'à présent, d'avoir des installations de chauffage à fluide circulant unitaires et séparées dans chaque appartement d'un immeuble, du fait qu'il tétait pas possible d'installer les lignes d'expansion séparées jugées nécessaires. I1 était donc de règle de réaliser une installation de chauffage globale pour la totalité des appartements de chaque groupe ou immeuble, et dont le fonctionnement incombait au propriétaire. I1 serait manifestement souhaitable de disposer d'une installation rendant chaque occupant indépendant des autres, et que chaque occupant soit libre de faire fonctionner une installation appropriée dans les lieux qutil occupe, chaque fois qu'il le désire. L'invention a pour objet une installation répondant à ces objectifs. Selon l'invention, un appareil de chauffage d'un espace clos comprend un cylindre comportant des couvercles étanches à ses deux extrémités, un point d'entrée de liquide et un point de sortie de liquide à des extrémités dudit cylindre sensiblement opposées, une pompe dont la sortie est en liaison étanche avec ledit point d'entrée de liquide, un vase d'expansion en contact étanche direct avec ledit cylindre, la pression de travail de ce vase d'expansion étant adaptée à la pression de fonctionnement de l'appareil, des moyens de chauffage électriques à immersion et des moyens sensibles à la température pour régler le courant électrique traversant les moyens de chauffage montés dans ledit cylindre, deux collecteurs, une extrémité du premier collecteur étant en liaison étanche avec la sortie dudit cylindre et une extrémité du second collecteur étant en liaison étanche avec entrée de ladite pompe, et au moins un radiateur rempli de liquide dont les points d'entrée de liquide et de sortie de liquide sont en liaison étanche respectivement avec le premier collecteur et le second collecteur. L'autre extrémité de chacun des collecteurs est fermée, et chaque collecteur comporte de préférence, sur sa longueur, un certain nombre de points d'entrée ou de sortie de liquide.Les radiateurs sont en liaison étanche avec ces points, de façon telle que chacun reçoit du liquide chauffé d'une conduite qui est reliée au premier collecteur, tandis que le liquide qui a déjà circulé dans un radiateur et s'est donc refroidi revient en parcourant une conduite qui est reliée au second collecteur d'où il passe dans la conduite d'entrée de ladite pompe. Ainsi, on peut dire que les radiateurs alimentés par une telle installation sont montés en parallèle. Le liquide qui fournit de la chaleur aux radiateurs circule continuellement dans un système clos, en étant alternativement chauffé et refroidi. Une soupape de sûreté est montée sur la conduite de sortie du cylindre mais, en dehors de celle-ci, les seules soupapes de l'installation sont celles qui se trouvent dans la pompe. Un avantage particulier de l'appareil provient du fait que l'ensemble du groupe actif peut être monté sur une seule épaisseur de panneau rectangulaire ou carré, et que le panneau peut alors être monté verticalement dans une armoire de laquelle ne sortent qu'un petit nombre de tuyaux aboutissant à des radiateurs et en partant. Il n'est pas nécessaire que l'armoire ait plus de 30 cm de profondeur. En variante, on peut réaliser un boiter s'emboîtant autour du panneau, et fixer l'ensemble en un emplacement approprié sur un mur duquel les conduites d'amenée aux radiateurs partent et auquel les conduites de retour des radiateurs aboutissent. Il convient donc particulièrement bien pour un appartement. Du fait que l'installation, y compris les radiateurs, est totalement enfermée, il n'y a pas lieu d'utiliser de conduites d'expansion et, par conséquent, les difficultés provenant de l'utilisation de conduites d'expansion ne se présentent pas. Cela présente l'avantage que, si l'installation fonctionne avec de l'eau, comme liquide, on évite des couches épaisses recouvrant les conduites ou les éléments actifs, par suite de dépits provenant de liteau, dans les régions où l'eau locale a une forte teneur en calcium. On a fait des essais de sécurité approfondis sur l'installation, et elle s'avère d'une utilisation très sûre. Il s'est avéré qu'un groupe du type décrit jusqu'ici fonctionne convenablement lorsqu'on utilise un dispositif de chauffage à immersion de 3 kW et permet d'alimenter des radiateurs présentant une surface de chauffe pouvant atteindre 7,6 m. On peut monter un dispositif de chauffage à immersion de cette puissance dans un cylindre d'acier de 6,25 ou 7,5 cm de diamètre, et d'une longueur totale ne dépassant pas 30 cm. Lorsqu'on envisage un montage sur panneau, comme on l'a fait plus haut, on peut monter le cylindre près du bord supérieur du panneau, le vase d'expansion et la pompe étant au-desgous et les deux collecteurs se trouvant près du bord inférieur du panneau.S'il faut une puissance de chauffage supérieure à celle que l'on peut attendre d'un seul cylindre comportant un dispositif de chauffage à immersion, il s'est avéré approprié d'utiliser plusieurs de ces cylindres montés en superposition, l'entrée et la sortie de chaque cylindre se trouvant à des extrémités opposées de celui-ci et un vase d'expansion étant en contact étanche direct avec le dernier cylindre devant être parcouru par le liquide pendant son passage à travers les cylindres. Chaque cylindre comporte un dispositif de chauffage à immersion. Dans ce cas, il est préférable que les cylindres utilisés aient la même dimension et soient agencés de façon que la sortie d'un cylindre et entrée du suivant soient en contact étanche entre elles. Lorsque deux cylindres ou davantage sont superposés, comme on vient de le décrire, on préfère utiliser des moyens sensibles à la température actionnés soit par la température du liquide prêt à pénétrer dans le cylindre parcouru en premier par celui-ci, soit par le liquide qui quitte le cylindre qu'il parcourt en dernier, ces moyens sensibles à la température étant conçus pour interrompre l'alimentation électrique d'un cylindre au moins, nuais pas de tous les cylindres. Indépendamment du fait qu on utilise un ou plusieurs cylindres, il s'est avéré que l'appareil selon l'invention permet d'obtenir un taux de conversion d'énergie électrique en énergie thermique exceptionnellement élevé. Cela est dQ au fait que les pertes thermiques du ou des cylindres utilisés sont très faibles, par suite de l'écoulement constant du liquide au contact des surfaces du groupe ou des groupes à immersion. On peut utiliser n'importe quel liquide couramment utilisé comme milieu de transmission de chaleur dans des installations utilisant des températures comprises entre 00C et 800C. Comme liquides convenant pour tre utilisés dans cette installation, il y a lieu de citer liteau, l'éthylène-glycol, le propylèneglycol, des mélanges d'eau et d'éthylène-glycol et des mélanges d'hydrocarbures paraffiniques présentant un intervalle de températures d'ébullition compris entre 1000 à 2500C. Les figures du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment 1 'inven- tion peut store réalisée. La figure 1 représente schématiquement un appareil selon l'invention, utilisant un seul cylindre comportant un dispositif chauffant. La figure 2 représente schématiquement un appareil selon l'invention, utilisant deux cylindres, comportant chacun un dispositif chauffant. En se référant d'abord à la figure 1, un cylindre d'acier 1 est fermé à une extrémité 2, tandis que son autre extrémité est fermée par la tête d > un dispositif thermostatique 3 à résistance électrique comportant un dispositif de chauffage 4 à résistance et un thermostat 5. Un point d'entrée 6 de liquide et un point de sortie 7 de liquide se trouvent aux extrémités opposées du cylindre 1. Sur le cylindre 1 sont également montés un indicateur 8 de pression et de température, un vase d'expansion 9 et un point 10 de remplissage de liquide. Le point de sortie 7 de liquide est en communication étanche avec un tuyau 11 qui aboutit dans un premier collecteur 12. Le point d'entrée 6 de liquide est en communication étanche avec le c8té sortie d'une pompe 13, tandis que l'entrée de ladite pompe est en communication étanche avec un second tuyau 14 relié à un second collecteur 15. Plusieurs points de liaison 16 et 17 se trouvent le long de chacun des collecteurs 12 et 15. Les points 16 sont destinés à assurer la liaison avec des tuyaux aboutissant aux radiateurs R, tandis que les points 17 sont destinés à assurer la liaison avec des tuyaux de retour de ces radiateurs R. Une soupape de sûreté 18 est montée sur le tuyau 11 et un point d'écoulement 19 est prévu sur le collecteur 15. Le dispositif de cbauffge 4 à résistance et la pompe 15 sont reliés au réseau d'alimentation électrique par l'intermédiaire d'interrupteurs appropriés (non représentés). Par le point de remplissage 10, on remplit l'appareil de liquide de transmission de chaleur circulant et, après s'hêtre assuré que l'installation est dépourvue de poches d'air, on branche l'alimentation du dispositif de chauffage 4 et de la pompe 15. Tandis qu'il circule dans le sens indiqué par les flèches, le liquide commence à se réchauffer en traversant le cylindre 1, et le liquide chauffé parcourt, sous l'effet de la pompe, le circuit et traverse les radiateurs reliés aux collecteurs. La figure 2 représente deux cylindres d'acier. Le cylindre supérieur est semblable au cylindre 1 représenté sur la figure 1 et, par suite, les éléments correspondants sont désignés par des références numériques correspondantes, Le second cylindre 21 est également fermé à l'une de ses extrémités 22, et son autre extrémité est fermée par la tte d'un dispositif thermostatique 25 à résistance électrique qui comporte un dispositif de chauffage 24 à résistance et un thermostat 25. Le cylindre 21 comporte une entrée 26 de liquide et une sortie 27 de liquide. L'entrée 26 est en liaison étanche avec la pompe 15, tandis que la sortie 27 est reliée à l'entrée 6 du cylindre 1.Dans ce mode d'exécution de l'invention, le sens de l'écoulement du liquide est indiqué par des flèches Dans ce mode d'exécution de I'in vention, on monte de préférence un dispositif sensible à la température, tel qu'un thermocouple (non représenté) au point de sortie 7 de sorte que, lorsque la température de l'eau qui quitte le cylindre 1 dépasse une valeur prédéterminée (par exemple 50"C), un relais, en entrant en action, coupe le circuit d'alimentation électrique du cylindre 21 et ne rétablit l'alimentation que lorsque ladite température descend à une seconde valeur prédéterminée et inférieure, par exemple à 49 C. La pompe utilisée doit avec une capacité telle et fonctionner à une vitesse telle que le liquide de transmission de chaleur utilisé circule à un débit tel que la différence entre la température du liquide au point d'entrée 6 (ou au point d'entrée 26) et sa température au point de sortie 7 ne soit pas trop élevée, par exemple ne dépasse pas 10 C. REVENDICATIONS 1.- Appareil de chauffage d'un espace clos, caractérisé en ce qu'il comprend un cylindre comportant des couvercles étanches à ses deux extrémités, un point d'entrée de liquide et un point de sortie de liquide à des extrémités dudit cylindre sensiblement opposées, une pompe dont la sortie est en liaison étanche avec ledit point d'entrée de liquide, un vase d'expansion en contact étanche direct avec ledit cylindre, la pression de travail dudit vase d'expansion étant adaptée à la pression de fonctionnement de l'appareil, des moyens de chauffage électriques à immersion et des moyens sensibles à la température pour régler le courant électrique traversant lesdits moyens de chauffage montés dans le cylindre, deux collecteurs, une extrémité du premier collecteur étant en liaison étanche avec la sortie dudit cylindre et une extrémité du second collecteur étant en liaison étanche avec l'entrée de ladite pompe, et au moins un radiateur rempli de liquide dent les points d'entrée de liquide et de sortie de liquide sont en liaison étanche respectivement avec le premier collecteur et le second collecteur. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs radiateurs contenant du liquide sont montés en parallèle, leurs points d'entrée de liquide étant tous en liaison étanche avec le premier collecteur et leurs points de sortie de liquide étant tous en liaison étanche avec le second collecteur. 3.- Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un cylindre supplémentaire comportant des couvercles étanches à ses deux extrémités, ainsi que des moyens de chauffage électriques à immersion et des points d'entrée et de sortie de liquide, à peu près à des extrémités opposées de celui-ci, le point de sortie dudit cylindre supplémentaire étant en liaison étanche avec le point d'entrée dudit cylindre, l'agencement étant tel que la conduite de sortie de ladite pompe est en communtca- tion étanche avec le point d'entrée dudit cylindre supplémentaire. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens sensibles à la température sont actionnés par la température du liquide prêt à pénétrer dans le cylindre parcouru en premier lieu par ledit liquide, ces moyens étant conçus pour interrompre l'alimentation trique de l'un au moins des cylindres, mais pas de tous les cylindres. 5.- Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens sensibles à la température sont actionnés par la température du liquide qui quitte le cylindre traversé en dernier lieu par ledit liquide, ces moyens étant conçus pour interrompre l'alimentation électrique de l'un au moins des cylindres, mais pas de tous les cylindres.