Brevet FR2257870A1 — publié le 19750808

L'invention concerne une chaufferie électrique à eau chaude avec au moins une chaudière à accumulation et sa résistance ou "cartouche" de chauffage. Dans les chaufferies électriques, on accumule de la chaleur dans l'eau d'une ou plusieurs chaudières (charge) la nuit de préférence, en utilisant le courant de nuit généralement moins cher, et dans la journée, cette chaleur est dégagée par des radiateurs pour chauffer des pièces (décharge). Mais il doit etre également possible dtaccumuler de la chaleur dans liteau emmagasinée pendant la décharge. Le fonctionnement d'une telle installation est économique et sa vraie fonction est garantie seulement lorsqu'on obtient, dans les chaudières à accumulation, une température par niveaux, qui peut etre maintenue aussi bien pendant la phase de charge que pendant celle de décharge. Pour y parvenir, des pompes de charge, des clapets de retenue et des canaux de liaison compliqués sont nécessaires dans le dispositif à accumulation. L'invention a pour but une chaufferie électrique à eau chaude sans pompes de charge, sans soupapes, ni clapets de retenue, ni canaux de liaison compliqués, qui satisfasse cependant aux exigences précitées. Conformément à l'invention, une chambre ê isolation thermique est associée à la chaudière à accumulation, et est reliée par une ouverture inférieure à la partie inférieure de la chau dière à accumulation, la cartouche de chauffage est logée dans cette chambre et un canal de liaison conduit de la partie supérieure de cette chambre à la partie supérieure de la chaudière à accumulation; le canal est dimensionné de façon que la resis- tance dynamioue dans ce canal, qui s'oppose à la force ascensionnelle thermique, soit suffisamment grande pour que des niveaux de température s'établissent de façon désirée dans la chaudière. Dans un mode de realisation particulièrement avantageux, la chambre et le canal de liaison sont montes directement dans la chaudière à accumulation meme, le canal étant lui-meme calorifugé pour éviter toute déperdition de chaleur, du canal de liaison vers l'eau emmagasinée environnante. Suivant un autre mode de réalisation, le canal de liaison passe à l'exterieur de la chau dière à accumulation et de préférence à l'intérieur d'une gaine isolante entourant la chaudière à accumulation. Dans d'autres modes de réalisation, la chambre renfermant la cartouche de chauffage est à l'extérieur de la chaudière. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit t à l'cxamen d.s dessins joints, donnes dans un but non limitatif, et qui reprsentent plusieurs modes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins la figure 1 représente une installation avec une chaudière à accumulation; la figure 2 représente une installation avec deux chaudières à accumulation accouplées; les figures 3a, 3b, 3c représentent diverses variantes de l'installation de la figure 1. La chaudière à accumulation 1 représentée sur la figure 1 comporte un revetement isolant 2 contre la déperdition de chaleur5 et est reliée, en haut par le canal aller 11, et en bas par le canal de retour 15, à un réseau de répartition de chaleur, composé d'un mitigeur 8, d!une pompe de circulation 9, d'un canal aller de chauffage 12, d'un radiateur 10, d'un canal de retour de chauffage 13 et d'un canal de mélange 16. Dans une chambre 5 pourvue d'une isolation thermique ou revêtement Isolant 4, logée dans le bas de la chaudière à accumulation 1, t ouverte vers le bas, l'eau est chauffée par une cartouche de chauffage 3, jusqu'à ce que la température de la colonne d'eau dans la chambre 5 et dans un canal de liaison 6 également calorifugé et conduisant vers le haut de la chaudière à partir de la chambre 5, soit plus levéc cue dans la chaudière a accumulation 1. I1 en résulte ainsi une force ascensionnelle ainsi qu'une circulation à travers la chambre 5 et le canal de liaison 6 dans la parti? supérieure de la chaudière i accumulation.Par 1, dimensionnement@exact du canal de liaison 6, la circulation produite par la force ascensionnelle se fait de façon telle que l'eau circulant à travers le canal de liaison 6 dans la partie supérieure dc la chaudiêr à accum.ulation 1, atteint la température voulue, et cue l'eau est plus chaude en haut et plus froide en bas (température par niveaux). Dans des installations a deux ou plusieurs chaudières à accumulation parallèles, le réseau de répartition de la chaleur est raccord par des répartiteurs 7 et 14. En supprimant la pompe de charge, les soupapes et.les cla-- pets de tetenue, on augmente la sécurité de fonctionnement et on rouit Ses frais de fabrication. Les figures 1 et 2 raprésentent le mode de réalisation le plus compact de l'invention, avec une chambre logée dans la chaudière de chauffage même et avec un canal de liaison. Mais, comme cela ressort des variantes de la figure 3, on peut disposer la chambre 5 calorifugçe t/ou le canal de liaison 6 la reliant R la partie supérieure de la chaudière accumulation 1 à l'ex- trieur d la chaudière, si cela est souhaitable pour des raisons de place ou de construction.La chambre 5 chauffée doit etre toujours pourvue d'un revêtement isolant 4, tandis qu'on peut renoncer, dans certains cas, à une isolation du canal 6; ce dernier doitcependant être dimensionné de telle sorte qu'aucune circulation propre ne puisse apparaître dans le canal 6 par effet de gravité. Lorsque la chambre 5 est logée dans la chaudière accumulation I, on doit veiller à ce que la plus grande partie de la chaleur produite atteigne, en traversant l'eau, la partie supérieure de la chaudière à accumulation 1, et à ce qu'elle ne soit pas transmise par les parois de la chambre à l'eau dans la partie, inférieure de la chaudière.Dans la pratique, des valeurs K(taux de conductibilité thermique du revêtement calorifuge 4) de 20-50 kcal/m2h C se révèlent être une isolation thermique suffisante. On utilise comme revêtement isolant ou calorifuge 4 des maté- riaux cui présanvent des taux de conductibilité d'un peu moins de 0,6 kcal/m2h C, et qui ne sont ni détruits, ni modifiés par l'eau jusqu'à 120 C environ, comme par exemple le verre, la céranique, ou diverses matières synthétiques comme par exemple le Néoprène, les résines au "Bisphénol", la Polypropylène, le Movyl, etc.. Le canal de liaison 6 st dimensionn@ de telle sorte ou est pourvu d'une résistance d'étranglement approprié@ et réglable telle que la r@sistance h@draulique ait la valeur nécessaire pour la vitesse d'écoulement désirée dans le canal. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisages et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Chaufferie électrique à eau chaude à accumulation com- prenant au moins une chaudière à accumulation et sa cartouche à résistance électrique de chauffage, caractérisée en ce qu'une chambre à isolation- thermique est associée à la chaudière à accumulation et est reliée par une ouverture inférieure à la partie inférieure de la chaudière å accumulation, en ce que la cartouche de chauffage est logée dans cette chambre, en ce qu'un canal de liaison conduit de la partie supérieure de cette chambre à la partie supérieure de la chaudière à accumulation et en ce que ledit canal est dimensionne de façon telle que la résistance dynamique dans ce canal, s'opposant à la force ascensionnelle thermique, soit suffisamment grande pour que la température s'établisse par niveaux de façon désirée dans la chaudière. 2.- Chaufferie suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la chambre (5) et/ou le canal de liaison (6) sont montés à l'extérieur de la chaudière à accumulation (l). 3. - Chaufferie suivant l'une des revendications I ou 2, caractérisée en ce que le canal de liaison (6) est pourvu d'un organe d'étranglement, permettant de régler la résistance hydraulique. 4.- Chaufferie suivant l'une quelconque des revendications I à 3, caracterisee en ce que le canal de liaison (6) est pourvu d'une isolation thermique.