Brevet FR2408793A1 — publié le 19790608

La présente invention concerne les appareils assurant le chauffage d'un liquide et particulièrement les préparateurs d'eau chaude sanitaire. Dans les différentes systemes de production d'sau chaude sanitaire à partir d'une énergie douce (ou de récupération) avec complément par énergie d'appoint, il n'existe pas sur le marché actuel de procédé permettant à la fois - un contrôle de la température d'eau chaude quelles que soient les conditions d'alimentation (surabondance ou pdnurie) en anergie douce (ou de récupération) - une économie optimale de l'énergie d'appoint. Le but de la présente invention est d'atteindre Ce double objectif. Quatre schémas de base possibles pour la mise en oeuvre du procède sont proposes (planche 1 fig. 1 à 4) ; sur ces schémas, les repères correspondent aux éléments suivants -1- arrive d'eau à chauffer -2- élément de chauffage par énergie douce (ou de récupération) -3- capacite de stockage -4- élément de chauffage par énergie d'appoint -5- capacité de stockage -6- élément de mélange thermostatique -7- piquage de dérivation -5- élément de mélange thermostatique -9- sortie d'eau chaude régulée. Le schéma ne représente que les organes spécifiques à l'invention, les éléments tels que soupape de sécurité, organes de commande et de rdgu- lation des éléments de chauffage, piquages pour recyclage, thermomètre...., calorifuges, etc.. qui ne changent rien au procédé n'ont pas été dessinés. Le procédé selon l'invention consiste à a) puiser 11 eau chaude dans deux capacités différentes (3) et (5); la permière (3) contient de l'eau chauffée par l'énergie douce, l'élément de chauffage pouvant outre interne à () fig. 2 et 4 ou externe fig. 1 et 3, la deuxième (5) contient de l'eau chauffée par l'énergie d'appoint, l'élé ment de chauffage pouvant être interne à (5) fig. 3 et 4 ou externe fig. 1 et 2. La capacité (5) est alimentée par de l'eau issue de (3) oti elle a subi un préchauffage. b) assurer grâce à deux éléments thermostatiques différents t6) et (8) les mélanges nécessaires à la sortie des capacités : à chaque point de mélange les voies d'entrée et de sortie sont raccordées comme suit : premier point de mélange - la voie chaude est raccordée à la sortie de la capacité de stockage (3) en aval du piquage (7) qui aliments la capacité (5) - la voie froide est raccordes à l'alimentation générale en eau froide (1) - la vois de sortie mélange est raccordée au deuxième point de mélange deuxième point de mélange - la voie chaude est raccordée à la sortie de la capacité de stockage (5) - la voie froide est raccordée à la sortie du premier point de mélange - la voie de sortie mélange assure la distribution de l'eau chaude à température régulée vers la sortie générale (9). Pour expliquer le fonctionnement nous retiendrons le cas de la figure 4 (planche 1) et nous fixerons les valeurs suivantes t To - température de l'eau d'alimentation en (1) T1 - température de l'eau chaude produite par l'énergie douce (2) et stockée en t3) cette température est variable selon les apports de cette énergie T2 - température de l'eau chaude produite par l'énergie d'appoint (4) et stockée en (5) , cette température doit autre au moins égale ou supérieurs à la température d'eau demandée par l'usager T - température demandée par l'usager. Les deux éléments thermostatiques sont réglés sur la même valeur de consigne correspondant à une sortie d'eau à T, le fonctionnement du système est alors le suivant premier cas T1 est inférieur à T (et à T2) La voie froide du premier point de mélange reste fermée, l'eau à température T1 arrive directsment au deuxième point de mélange ou l'on ajoute la quantité d'eau strictement nécessaire pour obtenir la température T. L'eau puisée dans (3) est remplacée par de l'eau à TO qui sera réchauffée jusqu'à T1 : l'eau puisée dans (5) est remplacée par de l'eau issue de (3) et déjà à la température T1. L'eau distribuée est bien à la température T avec un apport minimal d'énergie d'appoint puisqu'il n'y a qu'une partie de l'eau puisée à réchauffer de T1 à T2. Deuxième cas T1 est supérieur à T (et pas nécessairement à T2) La voie froide du premier point de mélange s' ouvre pour obtenir une eau mélangée à la température T par adjonction d'eau à TO. Au deuxième point de mélange, la voie froide étant alimentse par une eau àT (valeur du point de consigne de l'élément thermostatique) la voie chaude reste fermée, L'eau est ainsi distribuée à la température souhaitée sans la moin dfe dépense d'énergie d'appoint. Il est tout à fait remarquable que le fonctionnement du procédé est indépendant des volumes relatifs des capacités (3) st (s) ainsi que des énergies utilises pour le chauffage de l'eau contenue dans chacune d'elle. De mimez la dépense d' énergie d'appoint est ; aux pertes près, indépendante de la température T2 car la quantité d'eau introduite en (5) est d'autant plus petite que T2 est élevée. Le procédé objet de l'invention peut entre utilisé dans tous les cas domestiques ou industriels, ou l'on a besoin d'un liquide qui peut Outre de l'eau chaude à température fixe et ab lton dispose d'une source énergie douce ou de récupération et d'une source d'énergie classique. n peut en particulier trouver un usage domestique dans le production d'eau chaude sanitaire à partir de capteurs solaires avec appoint par combustible liquide, gazeux ou par l'électricité. n se prète fort bien & une fabrication monobloc d'un chauffe eau unique regroupant en un seul volume les deux capacités et les divers organes de raccorderie et de réglage (cf. le dessin de principe planche II). n est également tout indiqué si l'on désire adjoindre un service de production d'eau chaude sanitaire solaire sur une installation existante, le ballon existant et son élément de chauffage deviennent les éléments (5) et (4) du procédé , on aura alors à mettre en place les éléments complémentaires et à réaliser les branchements. La planche III représente en Fig.6 l'installation initiale avec sa chaudie- re (10), son ballon d'eau chaude (5) et son échangeur (4j ; en Fig 7 l'installation a été complétée par la production d'eau chaude solaire REVENDICATIONS . 1- Procédé de chauffage d'un liquide quelconque qui peut être de l'eau sanitaire, à partir d'une énergie douce (ou de récupération), avec complément éventuel d'une énrgie d'appoint le procédé permettant d'obtenir le liquide à une température constante comprise entre la température d'alimentation et la température maxima obtenue à partir de l'énergie d'appoint, cette température étant sélectionnée et réglée par l'usager, procédé caractérisé par le fait que le liquide est stocké dans deux capacités diffdrentes, l'une pour celui produit à partir de l'énergie douce (ou de récupération), l'autre pour celui produit à partir de l'énergie d'appoint, ces deux capacités étant alimentées en série, de manière que le liquide ne puisse Strie réchauffé par l'énergie d'appoint qu'aprés avoir traversé la capacite chauffée par énergie douce pour y être préchauffé et limiter ainsi la consommation d'énergie d'appoint 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le réglage de la température du liquide est obtenu par duex organes de mélange controlés thermostatiquement, ces organes étant constitués de deux vos d'entrée, la voie chaude et la voie froide et d'une voie de sortie, la voie de mélange, d'un élément thermostatique (intégré ou à distance), d'un organe qui placé sous le controle de l'élément thermostatique assure le mélange en bonne proportion des quantités de liquide entrant par les voies chaude et froide ; ces organes de mélange et les capacités de stockage sont reliés entre eux selon les raccordements suivants premier mélange , la voie chaude est alimentée par la sortie du stockage du liquide ciic'ffé par énergie douce (ou de récupération) ; la voie froide est alimentée par l'arrivée généra- le du liquide à chauffer ; la voie lange alimente la voie froide du deuxième point de mélange ; deuxième mélange, 13 voie chaude est ali-..en+ée par la sortie du stockage du liquide chauffé par énergie d'appoint ; la voie froide est alilwentée par la voie de sortie du premier mflange; la voie mélange délivre le liquide à la température sélectionnée par l'usager 3 - Dispositif pour la mise en ouvre du procédé suivant l'une quelconque, ou tout ou partie des revendications 1 ou 2 caractrisé par le fait que la capacité de stockage du liquide chauffé par l'énergie douce ou de récupération est également la capacité oh est chauffé ce liquide à partir d'un échangeur thermique traversé par un fluide porteur de calories provenant d'une énergie douce ou de récupération 4 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque, ou tout ou partie des revendications 1, 2, et 3, caractérisé par le fait que la capacité de stockage du liquide chauffé par l'énergie d'appoint est également celle où est chauffé de liquide, soit à partir d'un échangeur thermique traversé par un fluide porteur de calories provenant d'une énergie d'appoint, soit par aménagement de la capacité pour recevoir directement un bruleur à combustible solide, liquide ou gazeux, ou une résistance électrique, ou tout élément dégageant des calories, de manière à transformer cette capacien générateur 5 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, suivant l'une quelconque, ou tout ou partie des rvendications 1,2,3, et 4, caractérisé par le fait que les deux capacités, les or gantes de réglage et de raccorderie sont regroupés en un seul volume calorifugé ou non, et cela sans préjugé de la position relative des divers éléments çt Darticulibrenlent des capacités qui peuvent etre superposées, voisines, ou même l'une intérieure à l'autre, et sans préjuger non plus d volume relatif des deux capacités 6 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque, ou tout ou partie des revendications 1, 2, 5, et 4, caractérisé par le fait que les deux capacités et les organes de réglage et de raccorderie ne sont pas regroupés en un seul volume et que, en particulier, certains éléments du dispositif peuvent faire partie d'une installation existante aménagée ps.r le présent dispositif pour l'emploi d'une énergie douce ou de récupération