Brevet FR2385992A1 — publié le 19781027

La présente invention concerne un chauffe-eau comprenant, d'une part, une chaudière qui est entourée d'une couche calorifuge et contient dans sa partie inférieure, en tant qu'équipement chauffant, un condenseur d'une pompe de chaleur associée notamment à un réfrigérateur et, d'autre part, un dispositif permettant au besoin à l'énergie calorifique produite par la pompe de chaleur d'être transmise à un autre fluide. Dans le cas d'un chauffe-eau connu de ce genre (modèle d'utilité allemand No 18 OO 743) le dispositif permettant au besoin à l'énergie calorifique produite par la pompe de chaleur d'être dissipée est constitué par un second condenseur monté dans le circuit du fluide frigorigène. Aussitôt que dans ces conditions l'eau dans la chaudière au niveau du premier condenseur a atteint une température pour laquelle la pression de condensation du fluide frigorigène dépasse une valeur préétablie, un ventilateur associé au second condenseur se trouve mis en action par l'intermédiaire d'un thermostat. Ainsi l'énergie calorifique dont la chaudière n'a plus besoin est cédée à l'air ambiant.Ce mode de construction ne permet cependant pas, en cas de besoin, de transmettre à la chaudière toute l'énergie calorifique produite par la pompe de chaleur puisque, même lorsque le ventilateur n'est pas mis en marche, une partie de l'énergie calorifique est déåà dissipée par rayonnement et convection naturelle au niveau du second condenseur. En outre, le second condenseur doit dans ce cas lui aussi être calculé pour la puissance totale et présenter, en tant qu'organe de transfert de chaleur refroidi par air, des dimensions relativement importantes. Un condenseur ainsi réalisé est coûteux, demande beaucoup de place à côté du canal d'air et doit être intercalé dans le circuit du fluide frigorigène de la pompe de chaleur. Or la présente invention crée un chauffe-eau du genre mentionné plus haut mais qui évite lesdits inconvénients tout en présentant une construction simple. La solution apportée à ce problème suivant la présente invention consiste en ce que la partie inférieure de la chaudière peut être refroidie sélectivement. Ainsi toute la chaleur obtenue par exemple par réfrigération est transmise à l'eau par 1'intermédiaire d'un seul condenseur associé à la chaudière, de sorte qu'il règne dans celle-ci chaque fois la température maximale pouvant être atteinte. D'éventuels excès dé chaleur ne sont alors dissipés, par refroidissement de la chaudière, que dans sa partie inférieure et, par suite de la gradation naturelle de la température par niveaux superposés, l'eau contenue dans la partie supérieure non refroidie de la chaudière conserve intégralement sa température et de l'eau plus froide descend en direction du condenseur. Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention il est prévu dans la partie susceptible d'être refroidie, entre la paroi de la chaudière et la couche calorifuge, un canal d'air pouvant être sélectivement ventilé. Ainsi la paroi de la chaudière peut en même temps être utilisée en tant qu'organe de transfert de chaleur pour dissiper tout excès de chaleur. En outre, le canal peut présenter une ouverture tant dans la partie inférieure d'une paroi antérieure qu'au niveau d'un bord supérieur opposé d'une enveloppe entourant la chaudière et les éléments constitutifs annexes. Ainsi l'appareil peut être réalisé à la manière d'un meuble de cuisine susceptible d'être placé de la manière usuelle contre un mur d'un local. Dans le canal peut également être prévu un volet qui, en fonction de la température de l'eau au niveau du condenseur, est commandé de telle manière qu'en cas de dépassement d'une température préétablie le volet s'ouvre et un courant d'air froid soit produit. Il est également particulièrement avantageux que la paroi de la chaudière soit divisée entre la partie susceptible d'être refroidie etcelle non refroidie et que les deux portions de parois soient reliées entre elles par l'intermédiaire d'une bague intercalée en matière thermiquement isolante. On évite ainsi quin courant thermique ne passe par l'intermédiaire de la paroi de la chaudière à partir de la partie supérieure fortement chauffée mais non refroidie de la chaudière en direction de sa partie refroidie.Pour les besoins normaux en eau chaude on dispose donc à tout moment d'eau complètement chauffée. L'invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide d'un chauffe-eau en forme d'armoire représenté à titre d'exemple au dessin annexé. Comme illustré à la figure unique, il se trouve dans une enveloppe 1 une chaudière 2 comportant, dans sa partie inférieure 3, une amenée d'eau froide 4, un thermostat 5, un condenseur 6 d'une pompe de chaleur (non spécialement représentée) associée par exemple à un réfrigérateur ainsi, que dans sa partie supérieure 7, une sortie d'eau chaude 8. En outre, la paroi de la chaudière 2 est divisée suivant un plan horizontal et les deux portions de paroi ainsi obtenues sont à nouveau reliées de manière étanche entre elles par l'intermédiaire d'une bague 9 en matière thermiquement isolante. La partie supérieure 7 de la chaudière 2, y compris la bague 9, est entourée directement d'une couche calorifuge 10 qui au niveau de la partie inférieure 3 se trouve à une certaine distance de la paroi de la chaudière.On forme ainsi un canal 11 qui présente, d'une part, dans la partie inférieure d'une paroi frontale 12 de l'enveloppe 1 une ouverture 13 et s'étend le long de la paroi postérieure opposée 14 vers le haut où il coi- munique avec l'air ambiant par l'intermédiaire d'une ouverture 15 orientée vers le haut. Dans le canal 11 se trouve un ventilateur 16 dont le moteur est mis en marche par le thermostat 5 en cas de dépassement d'une température préétablie et qui produit un courant d'air dirigé en sens inverse du courant de convection naturel. En outre, il est prévu dans le canal Il un volet 17 à ouvrir à l'encontre du courant de convection naturel et qui est sollicité dans la position de fermeture par un ressort à branches 18. Normalement le besoin en énergie calorifique pour le chauffage d'eau de consommation dans un ménage est supérieur à l'énergie calorifique produite par le processus de réfrigération. De ce fait le condenseur 6 d'une pompe de chaleur réalisant le processus de réfrigération se trouve toujours dans de l'eau relativement froide de façon à assurer, d'une part, un bon transfert de chaleur et, d'autre part, un déroulement correct du processus de réfrigération. Toutefois, si pendant un laps de temps relativement prolongé il n'est pas prélévé d'eau chaude, la température de lteau monte également dans la partie inférieure 3 de la chaudière 2. Afin d'éviter dans ce cas des temps pératures excessivement élevées influant défavorablement sur le fonctionnement de la pompe de chaleur, le thermostat 5 met alors en route le ventilateur 16, lequel produit une pression d'air suffisante pour ouvrir le volet 17 et souffle ainsi de l'air de refroidisseient dans la partie inférieure 3 de la chaudière 2.La chaleur absorbée par le courant d'air est alors soufflée par l'ouverture 13 dans l'espace ambiant tant que la température de l'eau au niveau du condenseur 6 est supérieure à une valeur préétablie. Dans ces conditions la température de l'eau dans la partie supérieure isolée 7 de la chaudière 2 ne s'abaisse cependant pas puisque le gradient de température naturel s'établissant dans l'eau s'y oppose et que la zone de mélange usuelle 19 s'établit au niveau de la bague 9 située à proximité du canal 11. Par conséquent, on dispose à tout instant d'un volume suffisant d'eau conplètement chauffée. Ce. n'est que pour le cas d'un besoin accru en eau chaude qu'il est prévu dans la partie supérieure 7 de la chaudière 2 encore un élément chauffant électrique 20 qui peut hêtre nis en marche additionnellement par l'intermédiaire d'un coinititateur thermique 21. REVENDICATIONS 1 - Chauffe-eau comprenant, d'une part, une chaudière qui est entourée d'une couche calorifuge et comporte dans sa partie inférieure, en tant qu'équipement chauffant, un condenseur d'une pompe de chaleur associée en particulier à un réfrigérateur et, d'autre part, un dispositif permettant en cas de besoin à l'énergie calorifique produite par la pompe de chaleur d'être transmise à un autre fluide, caractérisé en ce que la partie inférieure de la chaudière 2 peut être refroidie sélectivement. 2 - Chauffe-eau suivant la revendication 1, caractérisé en ce que dans la partie susceptible d'entre refroidie est prévu, entre la paroi de la chaudière et la couche calorifuge 10, un canal 1.1 pouvant être ventilé sélectivement. 3 - Chauffe-eau suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le canal 11 présente une ouverture 13 dans la partie inférieure d'une paroi antérieure 12 et une autre ouverture 15 au niveau d'un bord supérieur opposé d'une enveloppe 1 entourant la chaudière 2 et les éléments constitutifs annexes. 4 - Chauffe-eau suivant l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que dans le canal 17 est monté un volet 17 susceptible d'être manoeuvré en fonction de la température de la chaudière 2 au niveau du condenseuro, 5 - Chauffe-eau suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le volet 17 est équipé d'une commande réglable. 6 - Chauffe-eau suivant l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le volet 17 s'ouvre à l'encontre de la force d'un ressort 18 et à l'encontre du courant de convection naturel. 7 - Chauffe-eau suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il est monté dans le canal 11 un ventilateur t6 qui peut être mis en marche lorsque la température de la chaudière 2 au niveau du condenseur 6 dépasse une valeur préétablie. 8 - Chauffe-eau suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le ventilateur 16 produit un courant d'air dirigé en sens inverse du courant de convection naturel. 9 - Chauffe-eau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la paroi de la chaudière 2 est divisée entre la partie 3 susceptible d'être refroidie et la partie 7 ne pouvant pas être refroidie et en ce que les deux portions de paroi ainsi obtenues sont reliées entre elles par l'intermédiaire d'une bague intercalée 9 en matière thermiquement isolante. 10 - Chauffe-eau suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'un élément chauffant électrique est monté dans la partie supérieure 7 de la chaudière 2.