Brevet FR2229934A1 — publié le 19741213

La présente invention concerne un chauffe-eau électrique. Bes chauffe-eau électriques type connu fonctionnent sous pression, suivant le principe décrit ci-dessous en référence à la figure 1. Ces chauffe-eau sont munis d'une résistance électrique de chauffage 2, et d'un thermostat 3 permettant de couper 11 alimentation en courant de la résistance de chauffage lorsque l'eau atteint une température prédéterminée. L'eau froide arrive par la tuyauterie 4 à la base du chauffe-eau, et l'eau chaude est soutirée par la tuyauterie 5 à la partie supérieure de l'appareil. Bes appareils connus travaillent sous pression, c'est-à-dire que lorsque de l'eau chaude est soutirée au chauffe-eau elle est immédiatement remplacée par de l'eau froide amenée par la tuyauterie 4. Lorsque le dispositif de chauffage fonctionne en régime permanent, l'eau froide est chauffée par la résistance 2 au fur et à mesure de son arrivée dans le corps de l'appareil, par conséquent l'eau soutirée est toujours chaude. Cependant dans un but d'économie, il a été envisagé de n'alimenter le dispositif de chauffage qutentre 22 heures le soir et 6 heures le matin, période pendant laquelle le courant est moins cher que durant la journée. Ce résultat est obtenu par emploi d non contacteur 6 couplé à une horloge 7. Si cette solution est intéressante d'un point de vue économique, elle n'est pas entièrement satisfaisante pour l'utilisateur. Effectivement pendant la journée, l'eau chaude soutirée est remplacée par de l'eau froide qui va tendre à abaisser la température désirée en se mélangeant à l'eau chaude. Par conséquent, si les premiers litres soutirés sont à la température souhaitée, l'eau soutirée par la suite est tiède, voire même froide, si la consommation d'eau chaude est importante. Il importe donc de réenclencher manuellement le contacteur 6 commandant la résistance de chauffage pour chauffer l'eau pendant la journée, ce qui augmente notablement la consommation en électricité. Si cette solution est envisageable dans le cas de chauffe-eau propre à un appartement, elle n'est pas possible pour des chauffe-eau alimentant un immeuble entier. Bes utilisateurs doivent donc prévoir des chauffe-eau surdimensionnés ou les laisser fonctionner toute la journée. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. A cet effet, le chauffe-eau quelle concerne est du type de ceux comportant une tuyauterie d'amenée d'eau froide à la partie inférieure de l'appareil et une tuyauterie de soutirage d'eau chaude débouchant à la partie supérieure de celui-ci; il comprend, en outre, une seconde tuyauterie de soutirage d'eau chaude qui, débouchant à la partie inférieure de l'appareil, est munie, de meme que la tuyauterie d'amenée d'eau froide, d'une électrovanne, tandis qu'une prise d'air munie d t un trop plein de sécurité est ménagée dans la paroi supérieure de l'appareil, Afin de fonctionner automatiquement l'installation est munie d'un contacteur qui, associé à un thermostat et à une horloge, commande d'une part l'alimentation en courant de la résistance de chauffage et d'autre part la manoeuvre des électrovannes.Les moyens de commande du contacteur sont tels qu'une des électrovannes est ouverte lorsque l'autre est fermée. Etant donné que l'appareil est muni d'une prise d'air à sa partie supérieure, il est indispensable de contrôler l'alimentation en eau. Dans une forme préférée d'exécution, les moyens permettant de couper l'alimentation en eau lorsque le chauffe-eau est plein, consistent en un flotteur commandant un interrupteur qui, monté en série avec l'électrovanne d'alimentation et le contacteur, modifie l'état du circuit et ferme l'électrovanne lorsque le flotteur atteint la partie supérieure de la cuve de l'appareil. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant à titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution d'un chauffe-eau selon l'invention Figure 2 est une vue schématique d'une première forme d'exécution d'un chauffe-eau électrique Figure 3 présente une seconde forme d'exécution de la tuyauterie d'évacuation d'eau chaude Figure 4 présente un second agencement de la prise d'air. Le chauffe-eau présenté à la figure 2 est formé par une cuve 12 munie d'un calorifugeage pouvant être réalisé par de la laine de verre ou de la mousse de polyuréthane expansé. Comme les chauffe-eau traditionnels, ce chauffe-eau est muni d'une tuyauterie JI d'amenée d'eau froide traversant la face inférieure de l'appareil, et débouchant à la partie inférieure de celui-ci, et d'une tuyauterie 14 d t évacuation d'eau chaude, traversant la face inférieure de l'appareil et débouchant à proximité de la face supérieure.Ce chauffe-eau électrique est muni d'un contacteur 15 couplé avec une horloge 16 permettant la commande automatique de lA résistance de chauffage 17 en fonction de l'heure, et avec un thermostat 18 permettant de couper l'alimentation en courant de la résistance 17, lorsque la température désirée est atteinte. En outre, cet appareil est muni d'un tuyau 19 raccordé aux tuyauteries d'amenée d'eau froide et d'évacuation d'eau chaude. En amont du raccord 20 la tuyauterie d'amenée d'eau froide est munie d'une électrovanne 22. l'e tuyau 19 est également muni d'une électrovanne 23. La face supérieure de l'appareil est traversée par un tube 24 servant de prise d'air. Les deux électrovannes 22 et 23 sont commandées par le contacteur de telle sorte que lorsque une des électrovannes est ouverte l'autre soit fermée. De plus il importe de munir l'appareil d'un dispositif coupant l'alimentation en eau et évitant le débordement du chauffe-eau par le tube 24. A cet effet un flotteur 25 commande un interrupteur 26 qui, du type contact à mesure et monté en série avec le contacteur, et l'électrovanne 22 conditionnant l'amenée d'eau froide, provoque la fermeture de l'électrovanne 22 par modification de l'état du circuit électrique lorsque le flotteur dépasse un certain niveau proche de la face supérieure de la cuve. Be chauffe-eau fonctionne de la façon suivante destiné à être alimenté par du courant de nuit" c'esSà-dire entre 22 heures le soir et 6 heures du matin, à 22 heures l'horloge transmet une information au contacteur, qui permet à la résistance 17 d'entre alimentée en courant. Simultanément, 1' électrovanne 22 est ouverte et l'électrovanne 23 est fermée. La cuve 12 se remplit jusqu'à ce que le flotteur 25 atteigne une position proche de la face supérieure de la cuve 12, position correspondant à un remplissage à peu près complet. Lorsque cette position prédéterminée est atteinte par le flotteur le contact à mercure 26 modifie le circuit électrique provoquant la fermeture de l'électrovanne 22. Lorsque l'utilisateur désire soutirer de l'eau pendant cette période de nuit, l'eau est évacué par la tuyauterie16 le chauffe-eau étant maintenu plein, car lorsque de l'eau est soutirée le niveau baissant, le flotteur 25 descend et ouvre l'électrovanne 22 par l'intermédiaire de l'interrupteur 26. A 6 heures du matin, l'horloge transmet une inScrmation au contacteur qui coupe l'alimentation en courant de la résistance de chauffage puis simultanément ferme l'électrovanne 22 et ouvre l'électrovanne 12. Par conséquent lorsque l'utilisateur soutire de l'eau chaude pendant la journée, l'eau s'écoule, pour les premiers litres par la tuyauterie 14, mais aussi par l'extrémité 27 de la tuyauterie JI puis par le tuyau JI avant de rejoindre la tuyauterie 14 assurant la distribution d'eau chaude des différents appareils.Lorsque le niveau de l'eau devient inférieur à l'extrémité de la tuyauterie 1Q, tout l'écoulement s'effectue par le tuyau 19, et l'orifice 28 servant habituellement à l'amenée d'eau sert d'évacuation. Durant toute la période de non-alirentation en courant de la résistance de chauffage il n'est pas introduit d'eau froide dans le chauffe-eau. Par conséquent un chauffe-eau d'une capacité de 200 litres, muni d'un bon calorifugeage, permet à l'utilisateur de soutirer 200 litres d'eau chaude, contrairement aux appareils traditionnels qui ne permettent l'bbtention que d'une partie de la capacité du chauffe-eau en eau chaude. Bien entendu, comme sur les appareils classiques, il est possible d'enclencher manuellement le contacteur si les besoins -en eau chaude sont supérieurs à la capacité -du chauffe-eau. L'enclenchement manuel produitles mêmes effets que l'enclenchement automatique effectué à 22 heures et décrit ci-dessus. La figure 3 présente une variante dans laquelle la sortie d'eau chaude pendant la journée s'effectue non pas par l'extrémité 27 de la tuyauterie JI nais par un tuyau -2 traversant la face inférieure de l'appareil et raccordée à la tuyauterie 14 à l'extérieur de l'appareil. De meme que le tuyau 19, le tuyau 29 est muni d'une électrovanne 23. Le fonctionnement d'un tel chauffe-eau est le meme que celui qui vient d'être décrit ci-dessus. Pour prévenir tout risque de débordement de la cuve, à la suite du mauvais fonctionnement d'une électrovanne et plus particulièrement de l'électrovanne 22 le tube 24, constituant prise d'air, est muni d'un trop-plein 30. Afin d'éviter l'échappement de vapeur d'eau par la prise d'air 24 lors du chauffage de l'eau, le flotteur est entouré par un joint 32. Par conséquent lorsque le chauffe-eau est plein, bien que la prise d'air soit bouchée par le flotteur, la cuve peut se vider, lorsque l'on soutire de l'eau, par action de la pression atmosphérique sur le flotteur. La figure 4 présente une seconde forme d'exécution de la prise d'air. De même que précédemment, l'appareil est muni d'un flotteur 25 qui, guidé suivant l'axe du tube 24 constituant prise d'air, est solidaire d'un clapet 33. Ce clapet 33 prend appui, lorsque le chauffe-eau est plein sur l'extrémité du tube 24 qu'il ferme avec étanchéité. Par conséquent, lorsque le chauffe-eau est alimenté en courant, l'électrovanne 23 étant fermé et l'électrovanne 22 ouverte, il n'est pas nécessaire de prévoir des moyens fermant l'électrovanne 22 puisque la prise d'air 24 est fermée de façon étanche. Dans ces conditions le chauffe-eau selon l'invention fonctionne sous pression comme un chauffe-eau traditionnel. Comme il ressort de ce qui précède le chauffe-eau selon l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante. Effectivement, sans être d'un prix de revient beaucoup plus élevé qu'un chauffe-eau traditionnel, il permet l'utilisation optimale de la capacité de l'appareil, en fournissant journellement une quantité d'eau chaude correspondant à sa capacité. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution décrites ci-dessus, à titre d'exemples non limitaeif,elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation comportant des moyens équivalents. REVENDIC 2IONS 1. - Chauffe-eau électrique, du type de ceux comprenant une tuyauSerie d'amenée d'eau froide débouchant à la partie inférieure de l'appareil et une tuyauterie de soutirage d'eau chaude débouchant à la partie supérieure de celui-ci, caractérisé en ce qu'il comporte une seconde tuyauterie de soutirage d'eau chaude qui, débouchant à la partie inférieure de l' appareil, est munie, de même que la tuyauterie d'amenée d'eau froide, d'une électrovanne, tandis qu'une prise d'air munie d'un trop plein de sécurité, est ménagée dans la paroi supérieure de l'appareil. 2. - Chauffe-eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'installation est munie d'un contacteur qui, associé à un thermostat et à une horloge, commande d'une part l'alimentation en courant de la résistance de chauffage et d'autre part la manoeuvre des électrovannes. 3. - Chauffe-eau selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de commande du contacteur agissent de telle façon que lorsque la résistance de chauffage n'est pas alimentée en courant, 1'électrovanne placée sur la tuyauterie d'alimentation en eau froide est fermée, tandis que l'électrovanne placée sur la tuyauterie de soutirage d'eau chaude est ouverte. 4. - Chauffe-eau selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de commande du contacteur agissent de telle façon que lorsque la résistance de chauffage est alimentée en courant, l'électrovanne placée sur la tuyauterie d'alimentation en eau froide ett ouverte, tandis que l'électrovanne placée sur la tuyauterie de soutirage d'eau chaude est fermée. 5. - Chauffe-eau selon l'ensemble des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la prise d'air ménagée dans la paroi supérieure de 1'apparbiah'est pas obturable et en ce que des moyens de mesure du niveau sont prévus qui provoquent la fermeture de l'électrovanne placée sur la tuyauterie d'amenée d'eau froide lorsque le chauffe-eau est plein. 6. - Chauffe-eau selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens permettant de couper l'alimentation en eau, lorsque le chauffe-eau est plein, consistent en un flotteur commandant un interrupteur qui, monté en série avec le contacteur et l'électrovanne d'alimentation, modifie l'état du circuit et provoque la fermeture de l'électro vanne lorsque le flotteur atteint le haut de la cuve du chauffeeau. 7. - Chauffe-eau selon l'ensemble des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la prise d'air est agencée de façon à pouvoir être obturée lorsque l'appareil est plein d'eau. 8. - Chauffe-eau selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d'obturation de la prise d'air sont constitués par un clapet relié à un flotteur permettant au chauffe-eau de travailler sous pression pendant la période de chauffage. 9. - Chauffe-eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'évacuation inférieure d'eau chaude consiste en un tuyau reliant les tuyauteries d'amenée d'eau froide et d' évacuation d'eau chaude, l'électrovanne commandant la sortie d'eau chaude étant placée entre les deux raccords, et l'électrovanne commandant l'alimentation d'aau froide étant placée en amont du raccord. 10. - Chauffe-eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'évacuation inférieure d'eau chaude consiste en un tuyau traversant la partie inférieure du chauffe-eau et raccordée à la tuyauterie d'évacuation d'eau chaude.