Brevet FR2337316A1 — publié le 19770729

La présente invention concerne les générateurs d'eau chaude du type dit "à chauffage instantané". lies appareils de ce genre sont dépourvus de toute réserve, contrairement à ce qui est le cas des appareils dits "à accumulation", lesquels comportent une réserve d'eau chaude maintenue constamment à la température désirée. Dans ces conditions, les appareils à chauffage instantané comprennent un échangeur de chaleur qui doit en principe être en mesure de fournir immédiatement de l'eau chaude portée à la température prévue. Lorsqu'il s'agit d'appareils fonctionnant au gaz, cet échangeur consiste en général en un ou plusieurs tubes de circulation d'eau disposés au-dessus d'un brûleur à gaz. I1 peut alors s'agir d'un tube unique enroulé sur lui-meme en serpentin ou au contraire d'un faisceau de tubes pourvus d'ailettes destinées à accroître les échanges thermiques. Cependant, les appareils de ce genre présentent certains inconvénients en ce qui concerne le réglage de la température de l'eau de sortie. Actuellement, il existe deux types principaux d'appareils de ce genre à savoir, d'une part les appareils simplifiés fonctionnant par "tout ou rien" et, d'autre part, les appareils plus perfectionnés comportant un système complexe de régulation hydropneumatique. Les appareils du premier type ont évidemment l'inconvénient de ne présenter aucune souplesse de fonctionnement puisqu'il n'existe pas d'allure intermédiaire entre l'arrêt total et la mise en fonctionnement. Quant aux appareils du second type, ils présentent une plus grande souplesse de fonctionnement. Cependant, ces appareils nécessitent la présence d'un système de régulation hydropneumatique particulièrement complexe. Or, un tel système est coûteux et en général sa fiabilité n'eSt pas pleinement satisfaisante. C'est pourquoi la présente invention a pour but de réaliser un générateur d'eau chaude à chauffage instantané, susceptible de fonctionner à des allures de chauffe différentes et ce, sans avoir recours à un système de régulation complexe. Cet appareil est essentiellement caractérisé en ce que la conduite d'alimentation du brûleur comporte, l'une à la suite de l'autre, une vanne de modulation et une vanne d'arrêt qui sont commandées respectivement par un régulateur de température à effet différentiel comprenant deux sondes thermiques de surveillance placées en aval et en amont de l'échangeur, et par un dispositif détecteur de débit placé sur la conduite de sortie. Ainsi, dès que la vanne de soutirage d'eau chaude est ouverte, le dispositif détecteur de débit commande l'alimentation du brûleur. Cependant en fonction de la régulation de température nécessaire, le régulateur piloté par les deux sondes de surveillance commande l'allure de fonctionnement du brûleur par réglage de la vanne de modulation, ce qui permet une infinité d'allures différentes de fonctionnement du brûleur lie présent générateur de chaleur peut donc fonctionner à des allures de chauffe différentes, sans avoir recours à un système de régulation complexe. Cependant d'autres particularités et avantages du présent générateur apparaîtront au cours de la description suivante. Celleci est donnée en référence au dessin annexé à simple titre indicatif, et sur lequel La figure 1 est une vue en coupe axiale du présent appareil La figure 2 représente un exemple de diagramme de fonctionnement de cet appareil. lie présent échangeur de chaleur de l'appareil comporte un faisceau de tubes 1 à ailettes disposés à la partie supérieure d'une chambre de combustion 2 dont les parois 3 sont en matière réfractaire et isolante. Cette chambre de combustion est coiffée d'un couvercle 4 comportant un orifice 5 pour l'évacuation des gaz de combustion vers l'extérieur. Toute l'aire du foyer inférieur de la chambre de combustion est occupée par un brûleur à gaz 9 d'un type susceptible de produire des flammes en nappe. Ce brûleur permet une répartition égale de température sous les tubes 1 de l'échangeur. li'alimentation en gaz du brûleur 9 est assurée par une canalisation 10 comportant un robinet de barrage 11 ainsi qu'un régulateur de pression 12. En aval de celui-ci la canalisation 10 com- prend successivement, et en série,une vanne électromagnétique t3 de modulation de débit et une vanne éleftromagnétiqued'arret 14. L'enroulement 14a de commande de la vanne d'arrêt 14 est branché sur un conducteur 15 alimenté par une boîte 17 de contrôle électronique comprenant un système de détection des flammes par ionisation. En amont du régulateur de pression 12 est branchée une déri ration 20 destinée à assurer l'alimentation d'une veilleuse d'allumage 16. Cette dérivation comporte elle-même une électrovanne 16a dont l'enroulement de commande 16 b est branché dans un circuit commandé par la boîte de contrôle 17. Celle-ci assure également l'alimentation d'une électrode 18 pour l'allumage de la veilleuse 16 par étincelage. Cependant une électrode de détection 19 surveille la flamme de cette veilleuse et autorise l'alimentation électrique de l'électrovanne 14 du brûleur uniquement si cette veilleuse est déjà allumée. Un thermostat de sécurité surveillant la température de l'eau chaude à la sortie et associé à un contact électrique 21 assure la mise en sécurité du brûleur en cas de surchauffe et ce, par fermeture des électrovannes14/ SepenFant gaz la boîte 17 de contrôle comporte un bouton 22 pour le réarmement-manuel de l'appareil après une telle mise en sécurité. La mise en fonctionnement du brûleur 9 est commandée par un dispositif contrôleur de débit 27 branché dans la conduite de sortie d'eau chaude 24. Ce dispositif est associé à cet effet à un contact 25 branché dans le circuit 15 de commande de la vanne d'arrêt 14. La régulation du fonctionnement du brûleur est assurée par un système de contrôle comportant deux sondes de surveillance de température, à savoir une sonde d'anticipation 26, disposée dans la conduite d'alimentation, et une sonde de régulation 27, placée dans la conduite de sortie. Il s'agit de deux sondes à immersion à très faible différentiel dont les éléments sensibles peuvent être constitués avantageusement par des thermistances du type N.T.C. Ces deux sondes pilotent un régulateur électronique de température 28 commandant directement l'enroulement 29 qui actionne la vanne de modulation 13 à réponse instantanée. La mise en fonctionnement du brûleur est commandée par le dispositif 23 détecteur de débit qui provoque l'ouverture de la vanne d'arrêt 14 dès que l'on ouvre la vanne de soutirage d'eau chaude (non représentée). Cependant le débit d'alimentation du brûleur peut être réglé selon une infinité de régimes différents par la vanne de modulation 13 commandée par le régulateur électronique 28,à action proportionnelle. La figure 2 représente un exemple possible du diagramme de fonctionnement d'un appareil ainsi conçu, la première partie de cette courbe, comprise entre les lignes D et E correspondant à l'allumage du brûleur. Mais la courbe représentée constitue un simple exemple indicatif.En effet, le présent appareil permet une très grande souplesse de fonctionnement et une infinité de réglages différents sans avoir recours à un système de régulation hydropneumatique, tels que ceux prévus sur les appareils actuels. Cet appareil peut faire l'objet de nombreuses applications, et ce, en raison même de ses avantages. Parmi ceux-ci, il convient de relever que l'allumage du brûleur s'effectue automatiquement, et simultanément au puisage d'eau chaude, sans nécessiter de période de préchauffage. Par ailleurs, la puisance du brûleur est adaptée à tous instants au régime de puisage d'eau chaude. Il faut également noter que l'appareil selon l'invention peut être différemment alimenté en eau froide ou en eau préchauffée et ce, à des débits quelconques. Quel que soit le cas, cet appareil est alors en mesure de maintenir constante la température de l'eau chaude fournie. REVENDICATIONS 1/- Générateur d'eau chaude comportant un échangeur de chaleur à chauffage instantané constitué par un ou plusieurs tubes de circulation d'eau disposés au-dessus d'un brûleur à gaz, caractérisé en ce que la conduite d'alimentation du brûleur comporte,l'une à la suite de l'autre,une vanne de modulation et une vanne d'arrêt qui sont commandées respectivement par un régulateur de température à effet différentiel comprenant deux sondes thermiques de surveillance placées en aval et en amont de l'échangeur, et par un dispositif détecteur de débit placé sur la conduite de sortie. 2/- Générateur d'eau chaude selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un système d'allumage automatique du brûleur comportant une veilleuse alimentée par une dérivation contrôlée par une électrovanne commandée par le système de commande ainsi qu'une électrode d'allumage également commandée par ce circuit et une sonde de surveillance qui n'autorise l'ouverture de la ou des vannes d'alimentation du brûleur qu'après allumage de la veilleuse.