Brevet FR2257883A1 — publié le 19750808

La présente invention est relative à un échangeur de chaleur d'un type nouveau, en ce sens que l'échange entre deux fluides, l'un primaire, l'autre secondaire, est conditionné seulement par la présence, ou l'absence du fluide primaire. Si l'on considère en effet l'échange de chaleur qui est susceptible de se transmettre entre 2 enceintes, l'une formant par exemple le primaire, siège d'un fluide chaud, produit au moyen d'une source quelconque et une autre enceinte laquelle contient un fluide froid, on sait que cette transmission de chaleur obéit à des règles précises qui sont fonction en particulier de la vitesse relative des fluides, du sens de circulation de ceux-ci, des températures respectives etc Dans le cas où l'on procède à une émission de chaleur continue, oa sait faire varier cette transmission par les procédés habituels de régulation sur le fluide primaire et sur le fluide secondaire. flans le cas où l'on veut échanger des calories aux dépens d'une réserve primaire qui aurait emmagasiné celle)ci à certaines heures, il est ainsi né cessaire de pouvoir faire varier cette transmission au secondaire dont les besoins peuvent étre différents pour des raisons diverses, au cours d'uns me ie iournCe. Cependant, les variations de débits qui entraient des variations de vi- tesse, obligent à des réglages délicats et peu pratiques, particulièrement dans le cas qui vient dtetre évoqué. La présente invention a pôur but d'éviter ces inconvénients et de modi- fier les possibilités de l'échange thermique, d'une façon partieulièrement simple et efficace. A la différence des échan6eurs classiques à contact permanent, l'échange ici se fait entre le primaire et le secondaire, au moyen d'un fluide que l'on fait circuler ou non à la demande. Considérons donc l'enceinte 1 dans laquelle se trouve un fluide primaire à température élevée, ce fluide parcourant l'enceinte, ou étant stocké à lrin- térieur de celle-ci. Considérons une autre enceinte 2 (î'écangeur) qui va recevoir au primaire le fluide stocké dans le réservoir 1, sous ltaction de la pompe 3. Au secondaire 4, on est relié à la distribution en eau chaude de l'installation On remarque la position de l'enceinte 2 par rapport à l'enceinte 1, elle est disposée en charre par rapport à 1. L'intérêt de cette disposition va être développé plus loin0 Comme on l'a dit précédemment, l'échange de chaleur entre le primaire et le secondaire relié à la distribution, se fait lorsque le fluide primaire circule sous l'action de la pompe 3 dans l'enceinte 2. Mais si la pompe 3 s'arr8te sous l'action du thermostat 5, il n'y a plus circulation et le fluide primaire de l'enceinte 2 retourne au réservoir 1, l'émission de chaleur est interrompue conformément au processus exposé cidessus - il est donc préférable que l'échangeur 2 soit disposé en charge par rapport au réservoir i - mais il va de soi que si l'on inversait le sens de rotation de la pompe, on viderait l'enceinte 2 de son fluide en refoulant celui-ci vers l'enceinte i. L'échange de chaleur entre primaire et secondaire est donc intermittent alors que dans le réservoir 1, la température primaire peut varier dans des limites importantes. Si l'on désire une température constante au départ du secondaire, il va de soi, qu'à une température élatXe .*u fluide primaire correspondra, une irrigation pendant un temps très court de l'échangeur et à une température plus basse, une irrigation de plus longue durée. Ltechangeur ainsi constitué est d'une simplicité sans égale, mais il assure de plus une sécurité parfaite de fonctionnement. En effet tout incident sur la pompe 3 et qui se traduirait par un arrêt de celle-ci, arrAte aussitdt la transmission de chaleur, le fluide contenu dans l'échangeur retournant alors par gravité dans le réservoir inférieur. Toute défaillance du secteur électrique se traduisant par le meme effet. L'échangeur peut etre disposé verticalement ou horizontalement, l'es- sentiel est qu'il reste en charge par rapport à la citerne dans laquelle est accumulé le potentiel calorifique, il présente donc une sécurité de iar- che absolue. Lorsque le fluide accumulateur est constitué par une huile synthétique dont le point d'ébullition est élevé. Cette réserve reste à la pression atmosphérique tant que la température d'ébullition n'est pas atteinte. On peut utiliser au secondaire l'eau chaude produite, soit pour les besoins du chauffage avec un dénrrt d'eau à 80 ou 900 soit encore pour le réchauffage de l'eau sanitaire, qui serait alors fournie à température constante autour de 55 . On remarquera que l'échangeur ainsi constitué permet d'échapper à la réglementation actuelle, sévère, en ce qui concerne les distributions d'eau surchauffée et également en ce qui ;ii a trait à l'eau chaude sanitaire. En effet, le fluide primaire reste quelle que soit sa température à la pression atmosBhérique. Le fluide secondaire peut lui, être régulé à la température que l'on veut et cette température peut être contrôlée par les arnareils ordinaires, aquastats, soupapes Pte comme dans toute distribution classique. Mais de plus, dans le cas d'une avarie quelconque sur le faisceau échangeur, il ne subsiste aucun risque de voir le secondaire monter brusquement en température Ka effet, si l'huile se trouve à des températures comprises entre 100 et 3000, elle reste en communication avec l'atmosphère et à une pression O - Àu contraire l'eau chaude du chauffage se trouve à une pression d'environ 2 bars (pompe de circulation), et l'eau chaude sanitaire reste soumise à la pression de distribution de la ville de 4 bars en moyenne. Par suite tout incident sur le faisceau (fuite ou rupture) ferait passer l'eau dans l'huile mais non pas l'huile dans l'eau. Lteau~au contact de la masse d'huile chaude se vaporiserait aussitôt et la vapeur passerait par l'évent et les soupapes decèlent immédiatement la panne, mais sans danger pour le circuit gecondaire. L'échaggeur ainsi constitué est dtune simplicité extrême, il présente toute garantie de sécurité n'utilisant au primaire qu'un fluide à la pression atmosphérique et tout incident dans l'appareillage annexe, se traduisant par la neutralisation de l'échange. Silencieux et économique, il réalise un relais idéal pour diffuser de la chaleur à partir d'une source ou d'un potentiel d'énergie donnés. REVENIlI CÂTI ONS 1 ) Echangeur permettant de faire varier la transmission de chaleur entre deux fluides, de manière continue ou intermittente, - caractérise par le fait que l'irrigation ou la non irrigation du cir- cuit primaire est sous la dépendance d'un organe commandé par le cir cuit secondaire. 20) Echangeur suivant 1 - caractérise en ce que le circuit primaire est alimenté par une pompe dont le débit l'irrigue ou non suivant les besoins du secondaire. 3 ) échangeur suivant t et 2 - caractérise en ce que braque l'irrigation du circuit primaire cesse, celui-ci se vide par gravité hors de 1' échan- geur.