Brevet FR2275711A1 — publié le 19760116

La présente invention concerne les vannes à voies multiples destinées à la commande de passage aux fins de répartition ou de mélange de plusieurs flux fluides. Dans certaines applications particulières le réglage principal d'une vanne multivoies ne suffit pas à obtenir l'effet recherché. Un réglage complémentaire peut être imposé sur l'un des circuits. Il est habituel alors d'avoir recours à un élément indépendant de la vanne multivoies. En particulier, il en est ainsi dans un banal circuit hydraulique de chauffage central à eau chaude à régulation automatique comportant un circuit général allant de la sortie (chaude) de chau dière au retour sur la chaudière en passant successivement par me vanne à trois voies, une pompe de circulation, un circuit d'utilisation comportant un certain nombre de radiateurs en série et, éventuellement,d'autres échangeurs de calories, etc.En général sur de telles installations une dérivation est ménagée sur le circuit d'utilisation; l'accès de cette dérivation est gouverné par la troisième voie de la vanne à trois voies. Lorsque le flux hydraulique venant de la chaudière doit etre exploité intégralement dans l'utilisation, la vanne soumise à la régulation est ouverte au maximum pour le passage direct du flux chaud dans le circuit général. La troisième voie est coupée. Rien ne circule dans la dérivation la perte de charge est celle qui correspond au circuit général.Lorsqu'avec le même circuit,le chauffage doit etre arrêté, la manoeuvre de la vanne à trois voies stoppe l'arrivé du flux chaud venant du circuit général,ce qui limite la circulation à la boucle fermée comprenant le circuit d'utilisation et la dériva- tion dont l'accès est gouverné par la troisième voie de la vanne. La vanne à trois voies fonctionne alors en mélangeuse. Le circuit sur lequel débite la pompe est alors un circuit court qui ne comporte qutune perte de charge réduite, infé- rieure à la perte dont il a été question dans le premier mode de fonctionnement du circuit.Il sten suit que pour faire travailler la pompe à débit constant,il convient de prévoir dans la branche de dérivation un élément compensateur dont le réglage indépendant permet d'assurer m rattrapage de perte de charge suffisant pour amener la perte de charge du circuit court à égalité avec celle du circuit général. Pour des raisons évidentes, que la vanne à trois voies considérée ait à remplir les fonctions de répartition ou de vanne mélangeuse peu importe, la condition à remplir est la meme, il faut assurer au fonctionnement sur m circuit court ou sur un circuit général une meme perte de charge. La qualité imposée à l'élément compensateur est d'être réglable entre deux valeurs adaptées pour pel- mettre de choisir une valeur de nature à compenser l'encart entre deux pertes de charge différentes. L'élément compensateur usuellement utilisé est une vanne simple ou un robinet. Lorsque la vanne multivoies est montée en mélangeuse,lté- quilibrage des pertes de charge procure une linéarité correcte de la relation température en fonction de l'ouverture de la vanne. Pour alléger ie nombre d'éléments introduits dans une installation de chauffage central, l'invention propose pour répartir ou mélanger les flux fluides une vanne multivoies à double effet dans laquelle au moins une voie est munie d'un dispositif d'obturation dont le réglable est indépendant de l'organe de réglage agissant à titre principal sur le reste de la vanne. De plus,à titre de produit nouveau, l'invention propose un bloc pour installation de chauffage formé d'au moins deux unités de chaufferie, chacune desdites unités comprenant au moins un collecteur thermique, des canalisations de départ et d'arrivée d'un circuit hydraulique d'alimentation et une vanne multivoies, bloc caractérisé en ce que lesdites unités sont constituées en modules juxtaposables et en ce que la vanne multivoies qu'il inclut est du type multivoies à double effet. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée ci-dessous. Bien entendu la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. La figure 1 représente la vue schématique d'un circuit d'installation de chauffage utilisant la vanne à double effet selon l'invention. La figure 2 représente la coupe transversale de la voie comportant un dispositif d'obturation réglable selon l'invention. La figure 3 représente la vue de détail agrandie du montage du dispositif d'obturation dans la voie de la vanne. La figure 4 représente le bloc d'alimentation à modules juxtaposés pour installation de chauffage. La vue schématique d'une installation de chauffage de la figure 1 comporte à partir de la chaudière G un circuit hydraulique général qui inclut une vanne multivoies 1, un circulateur 2, des radiateurs R1... R montes en série sur la n sortie C de la chaudière. A la sortie de l'utilisation, symbolisée par le der nier radiateur Rn, le circuit hydraulique général R MAF vient se fermer en F n sur le retour de chaudière. Une branche de dérivation D a été prévue en parallèle sur le retour AF vers la chaudière,entre la voie transversale 3 de la vanne multivoies 1 et le point M de jonction avec le circuit général. Le fonctionnement du circuit est le suivant. Après son échauffement dans le générateur thermique G, l'eau chaude sort en C. Le flux fluide total est achemine au travers de la vanne multivoies 1. L'organe principal de réglage de la vanne multivoies est supposé partiellement ouvert, le flux chaud emprunte la voie di recte et arrive dans le circulateur 2 sur les radiateurs R1 .... R . Ensuite n l'eau refroidie se partage en M. Une partie revient à la chaudi!re en F par le trajet MAF; la voie transversale D récupère une partie du flux et l'achemine en 3 vers la vanne 1 où il se me lange avec le flux chaud. La vanne fonctionne en mélangeuse. Dans le cas où on a à couper le flux chaud sortant de chaudière, la vanne 1 est en position vermée pour la voie recevant l'eau en sortie C de la chaudière. Le trajet du flux fluide est limité au circuit en boucle t 2 R1R MD 6 et 3. Entre les deux modes de fonctionnement, il existe une différence de perte de charge. il est évident que le circuit court 1 2 R R ND 6 3 a une perte de charge moindre que le circuit général C 1 2 RlRnM A F. Pour homogénéiser les pertes de charge dans l'un et l'autre mode de fonctionnement, il faut introduire dans la dérivstion D un élément compensateur tel le robinet 6,ici représenté en traits interrompus. Selon l'invention, on aménage sur la voie 3 de la vanne 1,à l'intérieur du corps de cette vanne, m élément cospensateur sous la forme d'un dispositif d'obturation réglable indépendant dont la position commande le passage du fluide destine à la branche de dérivation. L'arrangement de ce dispositif doit être indépendant du reste de la vanne, en particulier de l'organe de réglage des voies principales. La figure 2 représente schématiquement la sue en coupe transversale de la voie 3 de la vanne. On distingue dans la région de la sortie 8 de cette voie une plaque 5 montée sur un axe de rotation 7. La plaque 5 peut tourner autour de l'axe 7, lui- ême solidaire d'une vis 9 dont la tête est à l'extérieur d'une plaque 10 portée par le corps 11 de la vanne. La plaque 10 est fixée au corps 11 par un moyen de fixation quelconque tel que,par exe"'ple,des vis 12, 12'. La figure 3 représente une vue de détail agrandie du montage de l'organe de commande du degré d'ouverture de la voie 3. A partir de la paroi 11 du corps de la vanne, on distingue du côtk extérieur la plaque 1O,liee au corps 11 par les vis 12, 12' ainsi que la vis 9 de commande. Du côté intérieur, on distingue la 7 portion terminale de l'axe/faconnée de façon à aménageur me rainure 15 pour servir de logement à un joint élastique 13. Ce joint vient en appui sur le rebord plan 14 qui est solidaire de la vis de commande 9. Le joint 13 peut etre un joint torique fait d'une substance résiLiente, tel le néoprène, le caoutchouc, le perbunan. Le fonctionnement est celui d'un obturateur du type papillon. Pour modifier la position de la plaque 5 (papillon) dans la voie 3,on débloque les vis 12, 12' façon à libérer l'axe 7 de rotation de l'obturateur 5 dans la position recherchée. Ce réglage de position est fait de préférence en charge et la position adéquate est fonction des caractéristiques propres à l'installation. Elle est déterminée par un mélange procurant une perte de charge admissible pour le circuit d'utilisation à alimenter Une fois cette position déterminée, on revisse les vis 12, 12', ce qui amène le blocage en position de l'axe de rotation 7 par appui élastique contre le joint résilient 13. Le réglage doit etre fait une fois pour toutes pour une installation donnée. Par ailleurs, il ne semble y avoir aucun inconvénient à la mise en oeuvre de l'invention. La vanne à trois voies n'est pas modifiée par l'adjonction du dispositif d'obturation dans cette troisième voie, en ce qui concerne le reste de son organisation interne. En particulier, la vanne 1 utilisée dans l'exemple décrit ci-dessus est une vanne usuelle dans les installations de chauffage central. Ce peut etre une vanne à trois voies, soit à commande manuelle, soit à commande automatique. Le brevet français nO 71 03 856 et la demande de première addition nO 73 09 268 décrivent un micro-moteur réducteur pour la commande méca- nique de telles vannes mélangeuses à commande automatique. Enfin, la figure 4 illustre un montage formant bloc de chaufferie pour sous-station de chauffe. Le bloc comporte deux modules I et II de même encom brement. chacun de ces modules comporte deux canalisations collectrices, nommées collecteurs,20, 20' pour le module I et 21, 21' pour le module II. Le module I comporte un by-pass de recyclage sur la chaudière en B. Le module II comporte en outre une vanne 26 selon l'invention, grâce à 1 'ex ploi de cette vanne à double effet, la dérivation D permet de mitiger l'eau de retour au collecteur et à la chaudière. Les collecteurs individuels sont conçus pour permettre un montage série étanche Par raccordement des faces latérales juxtaposables par des raccords, telssJ et J' pourvus de joints d'étanchéité. Le premier collecteur 20 de la série est raccordé à la sortie de la chaudière principale G (non figurée), le second collecteur du premier module est de son côté raccordé à l'orifice de retour sur la chaudière principale. Le bloc de chaufferie fonctionne de la manière suivante. L'eau chaude issue de la chaudière principale G alimente la sous-station de chauffage de la figure en fournissant l'apport d'eau chaude au collecteur 20 du module I. Le premier module I a pour fonction d'alimenter une boucle U1 de chauffage (figurée en traits discontinus). Il peut permettre en outre un recyclage de chaudière par intervention de la dérivation B. Le second module II a pour fonction d'alimenter une boucle U2 (en traits discontinus). Il comporte une dérivation D pour assurer le retour en eau mitigée sur la chaudière par l'intermédiaire de la vanne 26. Cette vanne est une vanne à trois voies à double effet selon l'invention. Dans sa partie principale, le degré d'ouverture sur les canalisations venant du collecteur 21 et se dirigeant sur le circulateur 22 est commandé par un moteur qui peut être le moteur décrit dans la demande de brevet français nO 73 09 268 déposé par la demanderesse. La commande peut être totalement automatisée en réponse aux indications d'une régulation thermique électronique ainsi que cela a été décrit dans la demande de brevet français nO 71 34 765. Dans cette vanne à trois voies, la voie latérale 27 est pourvue d'un obturateur pour équilibrer les pertes de charges selon l'invention. Enfin, après tavoir perdu de leurs calories au bénéfice de l'installation, l'eau refroidie/recueillie dans les collecteurs 21' et 20' pour être réachéminée sur ltentrée "retour" de celle-ci. C'est pour des raisons de commodité figurative que les collecteurs d'entrée et de sortie d'un module ont été disposés à des niveaux superposés. Dans la pratique, il peut être commode d'employer toute autre disposition de jumelage dans des plans parallèles horizontaux, verticaux ou encore d'une orientation quelconque. Il est encore du domaine de l'homme de l'art de réaliser des modules de chaufferie groupant des éléments différents de ceux cités ci-dessus en vue de répondre à des fonctions diversifiées. Toutefois, on ne saurait pour autant sortir du domaine de l'invention dont la protection couvre la réalisation de foirLons de chaufferie sous la forme modulaire. Le principal avantage de l'invention consiste à satisfaire entièrement aux exigences de bon fonctionnement d'une installation de chauffage en éliminant la seconde vanne complémentaire, organe jusqu'alors indispensable. Comme il s'agit d'un organe relativement onéreux, sa suppression procure une diminution appréciable du prix de revient de l'installation. L'invention procure la réduction de l'encombrement total d'une sous-station de chaufferie et de ses annexes ce qui constitue un autre avantage particulièrement apprécié. Enfin la vanne selon l'invention permet de prévoir des unités de chaufferie sous forme de modules intégrables par juxtaposition pour constituer des installations de chaufferie comprenant des unités susceptibles d'assurer une gamme étendue de fonctions complémentaires. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec un exemple particulier de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1. Vanne multivoies à double effet de mélange ou de répartition, caractérisée en ce qu'au moins l'une de ses voies est munie d'un dispositif supplémentaire d'obturation réglable, indépendant, dont la position commande le passage du fluide dans ladite voie indépendamment du reste de la vanne. 2. Vanne selon la revendication 1, caracten.sen en ce que la position du dis- positif supplémentaire d'obturation réglable indépendamment est susceptible d'être maintenue fixe par un dispositif de blocage. 3. Bloc pour installation de chauffage formé d'au moins deux unités de chaufferie, lesdites unités comprenant au moins un collecteur, des ca. alisations de départ et d'arrivée d'un circuit hydraulique d'alimentation et une vanne multivoies, bloc caractérisé en ce que la dite v a n n e est du type multivoies à double effet selon la revendication 1 et en ce que lesdites unités sont constituées en modules juxtaposables.