Brevet FR2337313A1 — publié le 19770729

L'invention concerne un chauffe-eau à circulation, objet de la demande de brevet DT-OS 21 15 531 et muni d'un brûleur à mazout à pulvérisation. La conduite d'échappement est disposée essentiellement à la verticale, l'échangeur de chaleur est un bloc à ailettes, dont les tubes d'eau sont disposés horizontalement. la pratique a montré que la puissance calorifique du chauffe-eau est trop faible par rapport à la circulation d'eau à chauffer de sorte que l'appareil doit trop souvent etre mis en marche et que la température à proximité de l'échangeur est trop faible, ce qui provoque un bouchage assez rapide de l'é- changeur par les résidus de la combustion. En cas de préchauf Cage électrique de l'air de combustion, la consomeation en électricité est très élevée. La présente invention a donc pour but de réaliser un chauffe-eau à circulation du type décrit précédemment, évitant le bouchage de l'échangeur de chaleur dont la chaleur résiduelle, après arrêt du bru leur, n'a pas d'effet. Ce but est atteint grâce aux caractéristiques énumérées dansa description ci-après. L'avantage essentiel réside dans la circulation en thermosiLhon qui s'amorce au rotent ou le brûleur est arrêté. L'enu très chaude contenue dans les tubes de ltéchangeur de chaleur peut s'écouler librement vers le haut, dans l'accumulateur, ce qui provoque L'afflux, vers le bas, de l'eau froide qui refroidit l'échangeur. Le volume de l'accumulateur peut bien etre adapté à l'échangeur de chaleur de sorte à éviter un bouchage du bloc à ailettes et des mises en marche du bru leur à de brefs intervalles. La consommation en courant électrique diminue sensibleent. D'autres réalisations et des perfect-ionnelaen-ts conformément à l'invention ressortent de la description ci-après et des figures 1 à 3 représentant des exemples de réalisation de l'invention. Les figures montrent: Fig. I une représentation schématique du chauffe-eau à circulation en coupe partielle et élévation. Fig. 2 une coupe de l'échangeur de chaleur avec accumulateur, vus du côté opposé au brûleur. Fig. 3 une vue en élévation d'un autre exemple de réalisation. Dans toutes les figures, les mêmes chiffres concernent-les mêmes détails. Le chauffe-eau à circulation 1, suivant fig. 1, comprend un brûleur à mazout à pulvérisation 2 alimenté en air frais par une soufflante 3, à travers une canalisation 4. Une conduite d'échappement 5, en aval du brûleur 2, est munie d'une électrode de contrôle d'ionisation 6 et d'un dispositif d'allumage 7 pour le brûleur. Dans la conduite 5, horizontale, est prévu un échangeur de chaleur 8 à ailettes, en amont de la sortie 9, conique, de la conduite 5. Sur l'échangeur 8 est monté un accumulateur 10. Au bas de l'échangeur 8 est disposé un canal de transfert 11. L'accumulateur est relié au canal Il par un grand nombre de tubes d'eau 12, parallèles, ainsi que par les conduites 24 pratiquées dans le châssis verticalement en prolongation du canal de transfert 11.Dans la partie inférieure 13 de l'accumulateur 10 débouche une conduite de retour de chauffage 14, disposée donc à proximité immédiate de la sortie 15 de l'échangeur 8. Dans sa partie supérieure 16, l'accumulateur 10 comporte la conduite de départ de chauffage 17, qui se prolonge à peu près jusque dans la moitié de l'accumulateur 10. La partie au m;ieu de l'accumulateur 10 est occupée par un échangeur de chaleur 18 pour eau de ménage, dont les conduites de départ et de retour sont: désignées respectivement par 19 et 20. Pour renforce ia circulation en thermosiphon dans l'accumulateur, à proximité de l'échangeur de chaleur 8, la section de l'accumulateur, dars sa partie inférieure 13, est plus petite que dans sa partie supérieure 16. Comme il résulte de la fig. 2, l'échangeur de chaleur 8 constitue avec l'accumulateur 10 une unité 21 formée par le chassies 22 qui abrlte ltécllangellr de chaleur 18 pour eau de ménage et l'accumulateur 10. Dans la partie inférieure, on reconnait les tubes 12, disposés parallèlement entre eux, à travers lesquels l'eau circule en direction des flèches 23. Dans les conduites extérieures 24, l'eau circule en sens inverse. Les conduites 24 doivent être considérées comme faisant partie du canal de transfert 11. Dans ltexemple représenté à la fig. 2, a conception du chauffeeau est modifiée en ce sens que le retour de chauffage 14 est constitué par deux tubulures 25 et 26 de sorte que l'eau de retour, relativement froide, descend immédiatement, sous ltef, fet de la pesanteur, vers les conduites extérieures 24. S'il n'y a qu'une tubulure 14, celle-ci se trouve au milieu, clest-à-dire à peu de distance au-dessus du tube 12 central de l'échangeur de chaleur. Cela présente l'avantage que l'eau en montée, chauffée le plus fortement par l'échangeur de chaleur 8, se trouve le plus fortement refroidie, ce qui donne, par mélange efficace, une bonne température de l'eau allant alimenter le système de chauffage. Dans la fig. 3, la conception du chauffe-eau est encore modifiée, l'échangeur de chaleur 18 étant monté en dehors de l'accumulateur 10. l'échangeur de chaleur 18 est alors relié, de meme que le système de chauffage, par les conduites 14 et 17 à l'accumulateur 10, ce qui rend nécessaire un distributeur pour pouvoir séparer l'alimentation du système de chauffage de celle du circuit d'eau de ménage. De la fig. 3 il résulte en outre que dans le châssis 22 sont incorporées les conduites extérieures 24 dont la longueur en direction de l'écoulement des gaz d'échappement dépasse celle de l'échangeur de chaleur 8, dont les ailettes 27 dépassent aussi en longueur l'échangeur de chaleur 8. Mais la longueur des ailettes est inférieure à celle du châssis 22. les ailettes 27 constituent avec les nombreux tubes 12 un bloc uniforme d'échangeur de chaleur 8. La disposition suivant l'invention fonctionne comme suit: Si un thermostat branché sur une conduite de départ, une conduite d'eau de ménage et/ou commandé par la température d'une pièce d'appartement, fait déclencher une alimentation en eau chaude, la soufflante 3 est mise en marche pour alimenter en air frais le bru leur à mazout 2, à travers la canalisation 4. le brûleur est chauffé au préalable par voie électrique et allumé par l'action de l'électrode 7; les gaz chauds sont envoyés dans la conduite d'échappement 5 et refoulés à travers ltéchan- geur de chaleur 8 occupant toute la section de la conduite 5. les ailettes 27 et les tubes 12 de l'échangeur 8 sont ainsi chauffés avant que les gaz de combustion s'échappent par la sortie 9. L'eau, dans les tubes 12, est chauffée et pénètre par circulation en thermosiphon dans la partie inférieure de l'accumulateur 10, à travers les orifices 15. De là, elle parvient par circulation en thermosiphon dans la partie supérieure 16 de l'accumulateur 10. Par suite de la montée de l'eau chaude, il y a aspiration, soit à partir du retour 14 ou des retours 25 et 26 du système de chauffage, soit depuis la partie infé rieur 13 de l'accumulateur 10, d'eau froide dans le canal de transfert 11, à travers les conduites extérieures 24, d'où elle arrive dans l'échangeur de chaleur 8 pour être chauffée.Tant que le brûleur 2 est en marche, il y a donc échange continuel d'eau chaude et froide sans qu'une pompe soit nécessaire. Tout le volume d'eau contenu dans l'échangeur 8 et dans l'accumulateur 10 est chauffé de façon assez rapide et constante. Ceci ne se répercute pas sur ce qu'une pompe, non représentée, disposée dans le circuit de chauffage, aspire de l'eau chaude depuis la partie supérieure 16 de l'accumulateur 10, à travers la conduite de départ 17, et la renvoie ensuite, refroidie, à travers le retour 14. le fonctionnement décrit ci-dessus nta pas non plus d'effet sur ce que l'échangeur de chaleur 18 pour eau de ménage est chauffé et que, à travers la conduite de départ 19, un robinet est alimenté en eau chaude. la section réduite de la partie inférieure 13 de l'accumulateur 10 augmente encore la circulation en thermosiphon à travers l'échangeur de chaleur 8. Un avantage particulier de l'invention réside en ce qu'elle peut être employée sur des systèmes de chauffage commandés par des distributeurs à thermostat parce qu'une faible circulation d'eau, en cas de fermeture de tous les distributeurs du fait de faibles besoins de chauffage, n'a pas d'effet par suite de la présence de l'accumulateur. L'invention s'emploie aussi avantageusement sur des systèmes de chauffage réglés par mélangeur parce que, en cas de faibles besoins de chauffage, c'est-à-dire de fermeture du mélangeur, le faible courant d'eau à travers le chauffe-eau reste sans effet, grâce au volume de l'accumulateur. Revendications 1. Chauffe-eau à circulation muni d'un brûleur à pulvérisa tion, d'une conduite d'échappement ainsi que d'un échan geur de chaleur placé dans cette conduite et dont les tubes participent à une circulation d'eau, c a r a c t- é r i s é parle fait que l'échanOeur de chaleur (8) constitué par un bloc de tubes d'eau (12) munis d'ailettes, est disposé verticale ment dans la conduite d'échappement (5)1 horizontale1 de sorte à occuper toute la section de la conduite (5) et que les tubes (12) de l'échangeur de chaleur (8) sont re liés à un accumulateur (10) qui surmonte cet échangeur et reçoit directement les conduites d'alimentation (17) et de retour (14) du système de chauffage. 2. Chauffe-eau à circulation selon la revendication 1, caractériséparlefai fait que l'accumulateur (10) est monté directement sur l'échan geur de chaleur (q) et que les deux éléments sont réunis par un châssis (22) commun. 3. Chauffe-eau à circulation selon la revendication 1 ou 2, c a r a c t é r i s é par le fait que sur les parois extérieures du châssis (22) sont pré vues des conduites (24) formant retour entre l'échangeur de chaleur (B) et la partie inférieure (13) de l'accumu lateur (10), le bas de l'échangeur de chaleur (8) étant en communication avec un canal de transfert (11) et ses deux conduites extérieures (24). 4. Chauffe-eau à circulation selon l'une des revendications I à 3, c a r a c t é r i s é p a r le f a i t que la partie supérieure (16) de l'accumulateur (10) a une section plus grande que la partie inférieure (13) et que dans la partie supérieure est placé un échangeur de chaleur (18) pour eau de ménage. 5. Chauffe-eau à circulation selon l'une des revendications 1 à 4, c a r a c t é r i s é p a r 1 e f a i t que le retour (14) du système de chauffage est raccordé à la partie inférieure (13) de l'accumulateur (10), à proximité immediate de la sortie (15) de l'échangeur de chaleur (8) communiquant avec l'accumulateur (10). 6. Chauffe-aav à circulation selon l'une des revendications i à 5, c a r a c t é r i s é p a r l e f a i t que le retour (14) du système de chauffage est constitué par deux tubulures (25,26) débouchant sur les entrées des conduites extérieures (24). 7. Chauffe-eau à circulation selon l'une des revendications 1 à 6, c a r a c t é r i s é p a r 1 e f a i t zue les ailettes (27) vues dans la direction d'écoulement de la conduite d'échappement (5) dépassent en longueur l'échangeur de chaleur (8) vu dans la même direction, mais que les ailettes (27) sont en longueur inférieures à la largeur du chassis (22).