Brevet FR2414224A1 — publié le 19790803

La présente invention concerne un régulateur de température destiné à être monté sur un circuit de distribution d'eau chaude sanitaire. Ce régulateur est plus particulièrement susceptible d'être associé à un ballon d'accumulation qui contient un échangeu;lui-même relié à une chaudière du type mixte, c1 est à-dire prévue à la fois pour le chauffage central et pour la production d'eau chaude sanitaire, ou d'être associé à un ballon d'accumulation à recharge accélérée. Dans les installations de ce genre, le volume du ballon d'accumulation d'eau chaude est souvent limité pour des raisons à la fois d'encombrement et de prix. Les utilisateurs de telles installations sont amenés, de tempos à autre, à effectuer de forts puisages simultanés d'eau chaude sanitaire. Le débit calorifique nécessaire à 1'obtention de la température convenable de l'eau sanitaire dépasse alors le débit calorifique susceptible d'être produit par exemple par l'échangeur du ballon, de sorte que la température de l'eau tombe au-dessous du minimum acceptable. L'invention a, notamment, pour but d'éviter un tel inconvénient et vise à créer un régulateur de température permettant d'assurer, dans une installation de distribution d'eau chaude sanitaire comprenant un ballon d'accumulation, que la température de l'eau chaude distribuée reste toujours supérieure à une valeur prédéterminée, même dans le cas où cette installation subit plusieurs puisages importants et simultanés. Suivant l'invention, le régulateur de température pour circuit de distribution d'eau chaude sanitaire comprend un circuit d'écoulement principal sur lequel est disposée une valve thermostatique comportant des moyens assurant l'obturation de ce circuit principal lorsque la température de l'eau soutirée descend audessous d'une valeur prédéterminée et un circuit d'écoulement secondaire, placé en dérivation relativement au circuit principal, ce circuit secondaire comportant un limiteur de débit à section de passage susceptible d'assurer au moins temporairement la réduction du débit de 11 eau soutirée relativement au débit permis par la valve thermostatique ouverte, le limiteur de débit étant pourvu de moyens pour faire varier progressivement sa section de passage depuis une valeur nominale jusqu'à une valeur minimale de limitation. On comprend que si la température de l'eau soutirée tombe au-dessous de la température prédéterminée, en raison d'un puisage excessif par rapport à la capacité calorifique des moyens de chauffage, la valve thermostatique provoque la fermeture du circuit principal d'écoulement. L'eau soutirée est contrainte de passer par le circuit secondaire en dérivation dont la section de passage étranglée maintient le débit à une valeur suffisamment faible pour qu'une température minimale acceptable puisse être maintenue par les moyens de chauffage du ballon. Par exemple, la température prédéterminée de commande à la fermeture de la valve thermostatique peut être comprise entre 50 et 550 C. De préférence, on fait en sorte que le débit minimal contrôlé par la section de passage étranglée du circuit en dérivation corresponde au débit du ballon d'accumulation pour lequel, en marche à puissance instantanée, la température de l'eau sortante est sensiblement égale à la valeur de consigne fixée ou reste dans une plage définie autour de cette valeur. Les moyens prévus pour faire varier progressivement la section de passage du limiteur de débit assurent une stabilisation en température de l'eau soutirée, par exemple entre 50 et 55" C, ainsi qu'un débit sensiblement constant. Ces moyens peuvent avantageusement comporter une bague d'étranglement déformable en un matériau élastique ou un clapet assujetti dans le sens de l'ouver- ture à un ressort, et dans le sens de la fermeture, à une membrane sollicitée par la pression de l'eau. Le régulateur de température d'eau chaude sanitaire peut être, soit directement associé au ballon d'accumulation, soit séparé de celui-ci. Il peut, d'autre part, être associé à un mitigeur présentant deux raccords d'entrée reliés respectivement au ballon et à une alimentation en eau froide. Dans ce dernier cas, le mitigeur est, de préférence, intégré au régulateur de tempé rature, afin de former un dispositif complet autorégulateur de température. En dehors de ses avantages relatifs à une fabrication simplifiée, le bloc autorégulateur permet à l'installateur d'effectuer les divers réglages sur un même corps. D'autres particularités et avantages de l'invention résulteront encore de la description ci-aDresi Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limistatifs de réalisation de l'invention, - la Figure 1 représente schématiquement une installation de chauffage mixte comprenant le régulateur de température conforme à l'invention - la Figure 2 représente en coupe schématique le régulateur de la Figure I - la Figure 3 montre une variante de réalisation de l'organe régulateur de débit Dans le mode de réalisation de la Figure 1,-le régulateur R visé par l'invention, est branché sur une installation mixte de chauffage central et de chauffage d'eau sanitaire d'un type en lu4~m^eme connu. Cette installation comprend une chaudière C raccordée au réseau d'alimentation en eau par une conduite 10. Une vanne à trois voies V est disposée sur la conduite il de départ d'eau chaude et fait communiquer, selon les besoins, la conduite Il avec une conduite 12 de chauffage central desservant des radiateurs 1 et avec une conduite 13 reliée à un échangeur 2 logé dans un ballon d'accumulation B, contenant une réserve d'eau sanitaire mise en température par l'échangeur 2. Le ballon B est alimenté en eau froide part une canalisation 3. Le ballon B est lui-même raccordé par l'intermédiaire dune conduite 14 à un mitigeur M qui reçoit, d'autre part, directement de l'eau froide au moyen d'une conduite 15. Dans une réalisation préférentielle, le régulateur de température R et le mitigeur M sont combinés dans un seul bloc régulateur schématisé en;s sur la Figure 1. En réponse au réglage approprié de son élément thermo sensible, le mitigeur M transmet de l'eau mitigée à température réglée à un conduit 16 qui appartient au régulateur de température R. Le conduit 16 se ramifie en un circuit d'écoulement principal 4 sur lequel est disposée une valve thermostatique T et un circuit d'écoulement secondaire 5, placé en dérivation, et comportant un limiteur de débit D assurant au moins temporairement un étranglement de la section de passage de l'eau. Les passages de sortie 6 et 7 des dispositifs T et D se raccordent à une conduite 19 d'un circuit de distribution d'eau sanitaire comprenant plusieurs robinets de puisage 20. La valve thermostatique T comporte des moyens assurant l'obturation, de préférence totale, du circuit d'écoulement principal 4 lorsque la température de l'eau en provenance de la conduite 16 descend au-dessous d'une valeur de consigne prédéterminée, le mitigeur M étant hors d'état d'assurer le réglage de température, du fait de l'épuisement du ballon B. Le limiteur de débit D du circuit secondaire 5 assure, de son côtés une réduction de la section de passage de l'eau par rapport à celle qui serait offerte par la valve T supposée en position d'ouverture. La section de passage résiduelle laissée par le limiteur D, la valve T étant supposée fermée, correspond au débit maximum susceptible d'être prélevé à température acceptable aux robinets 20, même en cas d'épuisement de la réserve d'eau chaude du ballon B. Par exemple, ce débit volumique est tel que le débit calorifique instantané correspondant sur l'échangeur ou sur le dispositif de chauffage accéléré du ballon permet à la température de l'eau soutirée de rester sensiblement égale à une valeur de consigne prédéterminée, aux alentours de 50 à 550 C. On va maintenant décrire, en référence à la Figure 2, un mode de réalisation plus détaillé de l'invention dans lequel le régulateur comprend un même boiter 8 qui contient à la fois le mitigeur M, la valve thermostatique T et le limiteur de débit D du circuit secondaire à section de passage progressivement variable en fonction de la pression de lteau. De manière en soi connue, le mitigeur M comprend un ressort R1 qui est en appui sur une coupelle solidaire du clapet C1 et qui tend à rappeler le clapet C1 vers son siège SI. I1 comprend de plus un bulbe dilatable B1, disposé entre le clapet C1, et un pointeau de réglage fileté Vî mentie au moyen d'un organe d'étanchéité El. Un accroissement de la température de l'eau amenée par la conduite 14 provoque une dilatation du bulbe B1, et par conséquent, le décollement du clapet à partir de son siège, ce qui assure un appel de l'eau froide amenée par la conduite 15. De même, la valve thermostatique T comprend un bulbe dilatable B2 soumis à l'action d'un élément de réglage fileté V2 qui est monté à l'aide d'un organe d'étanchéité E2. Le clapet C2 est monté entre deux ressorts de rappel associés R2 et R20, qui maintiennent le clapet C2 appliqué sur son siège S2 pour les valeurs de la température de l'eau inférieures à la valéur de consigne prédéterminée. Quand la température de 11 eau mitigée au voisinage du bulbe B2, c'est-à-dire en aval du passage obturable par le clapet C2 et en aval du limiteur de débit D du circuit secondaire, descend au-dessous de la valeur prédéterminée, la contraction du bulbe B2 permet aux ressorts R2 et R20 d'exercer leur action de fermeture et le clapet C2 s'applique sur son siège 52. L'organe limiteur de débit D prévu à la Figure 2 sur le circuit d'écoulement secondaire 5, 7, comprend une bague en élas tore C3 à section de passage variable. La bague est montée dans une douille 20 normalement appliquée contre une butée 21 par un ressort R3 soumis à un élément fileté de réglage V3, auquel est associé un organe d'étanchéité E3. De manière en soi connue, la bague C3 répond à un accroissement de pression en s'écrasant progressivement et en diminuant automatiquement la section centrale de passage, depuis sa valeur nominale jusqu'à une valeur de limitation (position montrée en traits mixtes sur la Figure 2). Le débit et ia température de l'eau mitigée qui traverse les moyens D restent ainsi sensiblement constants quand la pression varie. Le fonctionnement du bloc régulateur S ainsi constitué est le suivant L'eau chaude issue du ballon d'accumulation B entre dans le bloc 8 par la conduite 14. Le bulbe Bi du mitigeur M règle la température de l'eau transmise au conduit principal 16 en laissant pénétrer, grâce au clapet CI, un débit plus ou moins important d'eau froide provenant de la conduite 15. La température de consigne est réglée au moyen de la vis VI. L'eau à température réglée parvient à la valve thermostatique T. Tant que la température de l'eau dépasse un seuil, par exemple fixé à 55" C gracie à ltélément de réglage V2, le bulbe B2 maintient le clapet C2 ouvert, et 11 eau puisée par les robinets 20 circule par le passage 6 et en parallèle par le passage central de organe limiteur D. Le courant principal s'écoulant à travers la valve T, la pression de l'eau dans le circuit secondaire est minimale et la section de la bague C3 est à sa valeur nominale. L'eau s'écoulant dans les passages 6 et 7 se rassemble dans la conduite 19. Dès que la température de l'eau descend au-dessous de la valeur prédéterminée, à cause d'un puisage excessif qui, après épuisement du ballon B excède la capacité calorifique de l'échan- geur 2, le bulbe B2 se contracte et les ressorts R2, R20 appliquent le clapet C2 sur son siège S2. L'eau, dont la température est transitoirement inférieure à la valeur de consigne fixée par le mitigeur M, passe dès lors uniquement par le circuit secondaire et doit donc traverser l'étranglement de la bague en élastomère C3. Sous l'effet de la pression, cette bague C3 s'écrase plus ou moins et sa section de passage varie progressivement entre sa valeur nominale et une valeur minimale de limitation, de façon à assurer un débit relativement faible et sensiblement constant. Le débit puisé étant ainsi ramené autoritairement à une valeur acceptable pour 11 échangeur 2 du ballon B, la température de l'eau sortant du régulateur R reste maintenue à une valeur légèrement inférieure au seuil de fermeture de la valve T, par exemple entre 50 et 55" C. La réduction du débit signale de plus à l'utilisateur que le puisage est excessif. I1 y a lieu de remarquer que l'installateur peut effec taxer les réglages de M, T et D sur le même corps de régulateur. De plus, le débit minimal d'eau chaude délivré par le limiteur est adapté au débit calorifique instantané correspondant sur l'échan-. geur du ballon B, de sorte que la température de l'eau produite à dbit limité reste comprise dans un intervalle acceptable, par exemple entre 50 et 550 C. On peut donc remplacer, dans le boitier 8t le limiteur de débit D par un autre limiteur dont la section de limitation est différente afin de s'adapter à une installation de préparation d'eau chaude à caractéristiques différentes tout en conservant le même corps pour le régulateur de température. Dans la variante de la Figure 3, où les mêmes références dzsignent les mêmes organes, le limiteur de débit D comprend un clapet C30 porté par une tige 22 solidaire d'une membrane 23 ser r6e par un bouchon fileté 24. La membrane 23 est soumise aux efforts antagonistes de la pression d'eau dans la conduite 5 et dWn ressort R30 réglable au moyen d'une vis pointeau V30. La valeur minimale de la section de passage est assurée par une butée 25 limitant la course vers le-haut du clapet C30. Cette butée est réalisée ici au moyen d'un jonc prévu dans le bou liron 24 pour arrêter la course du support de membrane ; elle pour riait, bien entendu, être constituée par tout autre moyen équiva tant, Ce dispositif permet de régler aisément la section de passage de l'eau sur le ciruit secondaire correspondant à l'étran- glement maximal. On remarque que dans les deux réalisations, tous les moyens de réglage sont accessibles sur un même bloc régulateur S, ce qui facilite grandement le montage. Bien entendu, on peut faire en sorte, par construction, que tous ces moyens soient situés sur la même face du bloc S. I1 est évident que l'invention n'est pas limitée aux ralisations considérées et que l'on peut y apporter des variantes d'exécution. Ainsi, le bloc régulateur R peut être séparé du mitigeur Lorsque celui-ci est intégré ou associé au ballon. D'autre part, le régulateur peut être appliqué à un système de génération d'eau chaude autre que celui décrit, et par exemple, au cas d'un ballon à chauffage électrique comportant deux puissances de marche. REVENDICATIONS 1. Régulateur de température pour circuit de distribution d'eau chaude sanitaire comportant un ballon d'accumulation, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit d'écoulement principal, sur lequel est disposée une valve thermostatique comportant des moyens assurant l'obturation de ce circuit principal lorsque la température de l'eau soutirée descend au-dessous d'une valeur prédéterminée et un circuit d'écoulement secondaire, placé en dérivation relativement au circuit principal, ce circuit secondaire comportant un limiteur de débit à section de passage susceptible d'assurer au moins temporairement la réduction du débit de l'eau soutirée relativement au débit permis par la valve thermostatique ouverte, le limiteur de débit étant pourvu de moyens pour faire varier progressivement sa section de passage depuis une valeur nominale jusqu'à une valeur minimale de limitation, de manière à assurer un débit sensiblement constant dans le circuit secondaire. 2. Régulateur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le débit minimal susceptible d'être transmis par le limiteur de débit correspond à un débit calorifique inférieur ou égal au débit calorifique instantané du ballon. 3. Régulateur conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le limiteur de débit comporte une bague d'étran glosent déformable en un matériau élastique. 4. Régulateur conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le limiteur de débit comporte un clapet mobile, commandé par une membrane soumise dans le sens de l'ouverture à un reSsort de charge réglable et dans le sens de la fermeture à la pression ambiante de l'eau. 5. Régulateur conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour régler mécaniquement la section de passage de la valve thermostatique, à température constante de l'eau. 6. Régulateur conforme à l'une des revendications I à 5, caractérisé en ce que le circuit principal d'écoulement, la valve thermostatique et le circuit secondaire sont aménagés dans un même bottier. 7. Régulateur conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que le bottier abrite également un mitigeur thermostatique disposé sur le circuit d'écoulement principal en amont de la valve thermostatique. 8. Régulateur conforme à l'une des revendications S à 7, caractérisé en ce qu'il comprend à l'intérieur d'un même boiter un mitigeur thermostatique, une valve thermostatique placée en aval sur le circuit principal d'écoulement et un limiteur de débit sur le circuit secondaire d'écoulement, le mitigeur et la valve thermostatique étant pourvus d'organes de réglage accessibles de l'extérieur du boîtier et le limiteur de débit pouvant être démonté par une ouverture obturable ménagée dans ledit boîtier.