Brevet FR2419486A1 — publié le 19791005

La présente invention se rapporte d'une manière entre aux appareils de production d'eau chaude du genre comprenant un réservoir et un échangeur de chaleur -laapté à réchauffer l'eau contenue dans le réservoir. L'invention vise plus particulièrement lesréservoirs comprenant un échangeur relié par canalisations à une source de chaleur telle qu'un ensemble capteur solaire. Dans les appareils du genre ci-dessus actuellement connus, l'échangeur est prévu de manière à réchauffer progressivement un volume d'eau relativement important, en sorte que suite à des soutirages successifs, ou lors d'une mise en fonctionnement, les usa- gers ne disposent pas rapidement d'eau à bonne température, mais d'un volume d'eau, certes relativement important, dont le degré i température est insuffisant. La présente invention a pour but de remédier à cette lacune. Un réservoir selon l'invention destiné à délivrer un liquide chaud, notamment de l'eau sanitaire du genre comportant en partie inférieure une arrivée d'eau froide, en partie supérieure un départ d'eau réchauffée, et un échangeur raccordé à une source de chaleur, se caractérise en ce que l'échangeur est constitué par au moins un élément tubulaire qui est connecté à un circuit de chauffage dans le sens descendant, et qui traverse une enceinte s'étendant suivant l'axe vertical du réservoir, ladite enceinte s'étendant sur une même hauteur que le réservoir et à un meme niveau, tandis que des moyens sont prévus pour mettre en communication le réservoir et l'enceinte en parties haute et basse de ces derniers. Suivant une caractéristique de l'invention, l'enceinte est avantageusement calorifugée et est coaxiale au réservoir, elle est disposée à l'intérieur de celui-ci en s'étendant le long de l'axe vertical du réservoir, depuis le fond Jusqu'au delà du desc sus qu'elle traverse. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'enceinte est toujours coaxiale au réservoir, mais elle est constituée par un compartiment annulaire adjacent au réservoir en s'étendant sensiblement sur la hauteur du réservoir. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le compartiment annulaire précité entoure la paroi extérieure du réservoir. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le compartiment annulaire épouse la paroi intérieure du réservoir. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention 1' échangeur est aménagé pour être disposé à distance du réservoir. Dans les formes oe réalisation énoncées ci-dessus, le générateur de chaleur et l'échangeur constituent un circuit primaire, tandis qu'un circuit secondaire est formé, en période de non soutirage, par le mouvement ascendant de l'eau chauffée dans l'enceinte qui, en passant par les orifices hauts établit la circu latin entre l'échangeur et le volume d'eau stockée, l'eau à réchauffer pénétrant dans l'enceinte par les orifices bas. L'eau chaude qui sort par les orifices hauts agit à la manière d'un piston, par effet de superposition elle repousse l'eau à réchauffer vers le bas sans mélange de celle-ci. Une telle disposition conduit donc à la possibilité d'obtenir, en partie supérieure du réservoir, dans un laps de temps réduit un volume d'eau à bonne température, au lieu d'obtenir, comme c'était le cas jusqu'ici, dans un même laps de temps de l'eau un plus grand volume d'eau réchauffée de quelques degrés seulement. Un autre avantage d'un réservoir selon l'invention est que la capacité du réservoir peut être sensiblement accrue comparativement aux réservoirs actuels. En effet, il est avantageux de disposer d'un volume important d'eau stockée, puisque même sibs conditions atmosphériques ne sont pas particulierement favorables, l'usager dispose rapidement d'un volume d'eau à bonne température, alors que si les conditions at mosphériques sont bonnes, une grande quantité d'eau stockée, voire la totalité, peut être amenée à bonne température conduisant aInsi à des économies d'énergie inportantes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs dela description qui va suivre donnée à titre d'exemple en référence aux planches de dessins annexées dans lesquelles la figure 1 est une vue en coupe verticale d'un réservoir suivant l'invention la figure 2 est une vue en coupe transversale du réservoir selon la ligne II-1I de la figure 1 ; la fIgure est une vue analogue à la figure 1 d'une variante de réalisation la figure 4 est une vue en coupe transversale selon la ligne IV-IV de la figure 3 la figure 5 illustre schématiquement une autre variante de réalisation. Dans la forme de réalisation choisie et représentée aux figures 1 et 2, la référence 1C indique globalement un réservoir calorifugé de manière usuelle, avec une entrée d'eau li en partie inférieure. Coaxialement à son axe vertical X-X, le réservoir reçoit un échangeur comprenant une enceinte 12 de forme circulaire dont la paroi est avantageusement calorifugée et w oins un élément tubulaire qui traverse l'enceinte précitée de haut en bas en étant raccordé e un circuit de chauffage. L'enceinte 12 s'étend depuis Ne fond 13 du réservoir jusqu'ai delà d'un dessus 14, et elle comporte en partie basse et en paroi vie haute une série de passages respectivement 15 et 16, destinés à mettre en communication 1' ntér.eur de l'enceinte avec la capacité C du réservoir. Dans l'exemple représenté l'enceinte 12 porte intérieuremert une pluralité de tubes linéaires 17 parallèles entre eux et à 1' axe vertical de l'enceinte, glti sont liés à leurs parties terminales haute et basse par tane plaque de liaison inférieure 18 et supérieure 19 elles-mêmes fixées par soudures à la paroi interne de l'enceinte. A une certaine distance des plaques de liaison précitées 1' enceinte est pourvue de plaques de fermeture 20, 21, aménagées pour être raccordées à un circuit de chauffage schématique repesenté en traits mixtes. Entre les plaques de liaison et les plaques de fermeture précitées respectivement 18, 20, 19, 21 est ainsi ménagé un chambrage inférieur 22, ainsi qu'un chambrage supérieur 23 ; ce dernier est connecté à une arrivée d'eau réchauffée par un générateur de chaleur 25, tandis que le chambrage inférieur 22 est connecté à un retour d'eau vers le générateur de chaleur précité. Une sortie d'eau réchauffée 26 est directement branchée sur l'enceinte 12, au voisinage immédiat du dessus 14 du réservoir. Le réservoir est aussi équipé d'une résistance électrique régulée 27 située sensiblement aux 2/3 de la hauteur en partant du bas du réservoir, afin que les usagers puissent disposer d'eau à bonne température, dans le cas d'une période prolongée de mauvais temps. En fonctionnement, l'eau ou autre liquide, du circuit primaire arrive dans le chambrage 23, passe dans les tubes de 1' échangeur et ressort par le chambrage 22 vers le générateur de chaleur ; on obtient ainsi un circuit fermé dans lequel le liquide circule sans être mélangé à l'eau à réchauffer. nu coeurs de son passage dans les tubes 17 (flèches f) le liquide chaud provenant du générateur de chaleur 25 se refroidit progressivement par échange thermique, tt Fe, & donc à descendre par différence de densité vers la partie inférieure des tubes, pour retourner au générateur de chaleur et ainsi de suite.Parallèlement l'eau contenue dans l'enceinte 12 est réchauffée et il s'établit alors un circuit secondaire interne, en période de non soutirage, obtenu par le mouvement ascendant (fleche -~s) de l'eau réchauffée dans l'enzeinEe, 'eau chaude passant par les orifices supérieurs 16 de l'enceinte repousse par superposition l'au à réchauffer vers le bas laquelle pénètre dans l'enceinte par les orifices inférieurs 15, en sorte que l'eau chaude agit à la manière d'un piston se déplaçant dans un cylindre. On comprend qu'une telle disposition permet non seulement le chauffage rapide d'un certain volume d'eau, mais aussi, si les conditions atmosphériques sont convenables le chauffage d'un volume d'eau important, voire la totalité de ce volume, avec des frais pratiquement nuls. Dans la variante de réalisation représentée aux figures 3 et 4, l'échangeur est adjacent à la paroi extérieure du réservoir 30. I1 est formé par une virole 31 s'étendant pratiquement sur toute la hauteur du réservoir, qui est liée à ce dernier par deux couronnes respectivement supérieure 32, et inférieure 33 une enceinte 34 est ainsi formée à l'extérieur du réservoir dans laquelle est disposé un faisceau tubulaire indiqué globalement en 35. Le faisceau tubulaire précité est constitué par ute pluralité de tubes linéaires 36 entretoisés par des couronnes haute 37 et basse 38, ces couronnes étant liées avantageusement par soudure à la paroi du réservoir et de la virole de manière à ménager des chambrages haut 39 et bas 40 dans lesquels les orifices des talons 36 débouchent. Le réservoir comporte des passages radiaux supérieurs 41 ainsi que des passages radiaux inférieurs 42 assurant la communication du réservoir avec l'enceinte, tandis qu'une arrivée d'eau à réchauffer 4 est prévue en partie inférieure et qu'une sortie d'eau chaude 44 est prévue en partit superLeure. L'échangeur est raccordé à un circuit de chauffage compor- tant un gnérateur de chaleur 25. Dans cette réalisation le soutirage s'effectue par le rac- cord 40 c'est-à-dire en partie supérieure Ce It capacité du réservoir, le fonctionnement d'un tel réservoir étant globalement analogue à ce qui a été décrit en référence aux figures 1 et 2, du fait que l'eau chaude sort en priorité par différence de densité. Dans une autre variante de réalisation montrée schématiquement à la figure 5, l'enceinte 45 est située au voisinage du rservoir 46 avec lequel elle est en communication au ntoen de tubulures inférieure 47, et supérieure 48. Comme précédemment 1' enceinte loge un échangeur 49, relié à un générateur de chaleur, tandis que le réservoir 46 comporte une entrée 50 d'eau à réchauffer, et une sortie 51 d'eau réchauffée. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation choisis et représentés lesquels sont au contraire susceptibles de variantes sans pour autant sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que l'enceinte pourrait être adjacente à la paroi intérieure du réservoir, comme il est indiqué schématiquement en traits mixtes à la figure 3. REVENDICATIONS 1. servoir destiné à réchauffer un liquide notamment de l'eau sanitaire, comportant en partie inférieure une arrivée d' eau froide, er. partie supérieure un départ d'eau chaude, et un échangeur raccordé à une source de chaleur, réservoir caractérisé en ce que l'échangeur est constitué par au moins un élément tubulaire qui est connecté à un circuit de chauffage dans le sens descendant et qui traverse une enceinte s'étendant suivant 1' axe vertical du reservoir, ladite enceinte s'tendant sensiblement sur une même hauteur et à un mêc niveau que le réservoir, tandis que des moyens sont prévus pour mettre en communication ledit réservoir avec ladite enceinte. 2. Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte, est disposée à l'intérieur di réservoir, elle s' étend coaxialement à l'axe de celui-ci d'une paroi de fond, à une paroi de couvercle. 3. Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte est adjacente à la paroi du réservoir en étant formée par un compartiment annulaire. 4. Réservoir selon la revendication 3, caractérisé en ce que le compartiment annulaire est extérieur ou intérieur au réservoir. 5. Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte est indépendante au réservoir auquel elle est reliée par tubulures. 6. Réservoir selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'enceinte de forme cylindrique de révolution s'étend du fond du réservoir jusqu'au delà du dessus qu' elle traverse, les extrémités de l'élément tubulaire traversant 1' enceinte étant connectées à un ensemble capteur solaire. 7. Réservoir selon l'une quelconque des revendications pré- édentes, caractérisé en ce que l'échangeur est constitué par un faisceau de tubes linéaires disposés dans l'enceinte, ces tubes parallèles entre eux, et à l'axe de l'enceinte, étant associés à cette dernière au moyende plaques de liaison haute et basse respectivement tandis que, au delà desdites plaques, les extr-- nités des tabes débouchent dans un chambrage ménagé entre une plaque de liaison et une plaque d'obturation, lesdis cambrages étant en communication avec le circuit de chauffage. 8. Réservoir selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enceinte comporte en partie haute et basse au moins un passage radial mettant en communica- tion ladite enceinte avsc if réservoir. 9. Réservoir selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enceinte est calorifugée.