Brevet FR2454075A1 — publié le 19801107

La présente invention a trait à la production d'eau chaude sanitaire et elle concerne plus spécialement les installations dans lesquelles le chauffage de l'eau est opéré a l'aide d'un échangeur de chaleur a l'intérieur duquel circulent un liquide caloporteur préalablement chauffé et l'eau froide a utiliser apres élévation de sa température. On sait que la législation à édicte une réglementation tres sévère en vue d'éviter tout risque de pollution de liteau chaude fournie aux usagers en cas de contact accidentel de celle-ci avec le liquide caloporteur. C'est ainsi que la pression du circuit de ce liquide doit étre inférieure à celle du circuit d'eau de façon à ce qu'en cas de perforation à l'intérieur de l'échangeur, ce soit l'eau qui passe à l'intérieur du circuit du liquide caloporteur et non l'inverse. Cette stipulation n'a pas paru suffisante et il faut maintenant que tout contact entre les deux liquides soit rendu impossible méme dans le cas ou le circuit d'eau viendrait à se trouver en dépression ; en outre toute fuite éventuelle doit étre immédiatement visible à l'extérieur de l'échangeur. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention ont pour but de permettre la réalisation d'un échangeur pour la production d'eau chaude sanitaire qui réponde de manière complète aux impératifs de la réglementation. L'invention consiste principalement à adopter pour l'échangeur de chaleur un agencement un peu similaire à celui des dispositifs à plaques et à joints, en prenant toutefois soin de doubler chacune des plaques et de disposer celles-ci de manière telle qu'on détermine entre les portions adjacentes des deux circuits de liquides un contact qui permet l'échange thermique mais qui est insuffisant pour s'opposer à l'écoulement par gravité d'une fuite éventuelle dans l'un ou l'autre des deux circuits. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une coupe verticale schématique illustrant, à échelle très agrandie, l'agencement général d'un échangeur de chaleur suivant l'invention. Fig. 2 est une vue en plan à plus petite échelle indiquant à titre d'exemple la constitution de l'une des plaques de lJechan- geur suivant fig. 1. Fig. 3 et 4 montrent deux variantes. L'échangeur de chaleur schématiquement représenté en fig. 1 est formé, à la façon en soi connue, par l'assemblage d'une série de plaques métalliques disposées cote à côte. Comme montré en fig. 2 chacune de ces plaques est emboutie pour présenter des ondulatins 1, à profil en forme de chevrons dans l'exemple de réalisa- tion envisagé, et pour retenir en place un joint périphérique 2 destiné à venir porter contre la face opposée d'une plaque identique, en déterminant de la sorte un passage pour la circulation d'un liquide ; on notera que chaque plaque est percée de quatre ouvertures référencées 3, dont deux sont doublement isolées par le joint 2 tandis que deux autres sont reliées à travers l'espace de circulation précité, la disposition étant inversée sur la plaque immédiatement adjacente de manière à constituer de la sorte deux circuits sepa- rés, circulant à travers l'échangeur à contre-courant afin d'assurer un échange thermique optimal. Un tel agencement est d'ailleurs bien connu en pratique, les échangeur de ce type étant généralement connus sous le nom "d'échangeurs à plaques et à joints", si bien qu'une description plus détail lée est inutile. Toutefois, conformément à la présente invention les plaques qui constituent l'échangeur sont ici doublées, de manière à donner lieu à trois séries d'espaces intermédiaires de circulation, à savoir - une premiére.série d'espaces 4 alimentés à travers des collecteurs 5 et 6 formés par les ouvertures communiquantes 3 des plaques, lesdits espaces étant parcourus par le liquide caloporteur de l'installation. - une seconde série d'espaces 7 qui communiquent avec des collecteurs 8 et 9 formés par les autres ouvertures 3 des plaques, ces espaces étant traversés par l'eau froide à chauffer. - et une troisième série d'espaces 10 destinés à collecter les fuites éventuelles à travers les plaques et à permettre leur écoulement par gravité dans la partie basse de l'échangeur. I1 va de soi qu'on prend soin de faire en sorte que l'un ou l'autre des liquides correspondant aux circuits 4 et 7 ne puisse fuir à travers les ouvertures 3 des deux plaques qui définissent les espaces 10. A cet effet on peut, au niveau des plaques précitées, isoler les ouvertures 3 soit à l'aide de joints à profil circulaire, soit en soudant lesdites plaques tout autour de ces ouvertures. Comme montrées plaques qui définissent les espaces ou cir cuits 4 et 7 sont disposées tete-bêche à la manière habituelle de façon à permettre un débit suffisant, alors que les plaques adjacentes qui délimitent les espaces 10 présentent une orientation identique afin que les creux formés par les ondulations s'imbriquent contre les reliefs de celles-ci. Ces espaces verticaux 10 présentent en conséquence une section extremement réduite, pratiquement inexistante puisque les plaques envisagées sont en contact l'une contre l'autre dans chaque paire, mais cependant suffisante pour assurer l'écoulement des liquides de fuites provenant de perforations affectant l'un ou l'autre des deux circuits 4 ou 7. On comprend que par suite de cette section très réduite la transmission thermique entre les deux circuits 4 et 7 s'effectue dans de très bonnes conditions. On notera qu'en vue d'améliorer cet échange thermique on peut disposer entre les plaques envisagées un grillage métallique à mailles serrées, tel que celui montré en 11 en fig. 3 ; en variante ces deux plaques sont susceptibles entre soudées l'une à l'autre par points. Afin de favoriser l'écoulement des liquides de fuite en dépit de la très faible section des espaces 10, on peut adopter la forme de réalisation illustrée en fig. 4, où une sur deux des ondulations des plaques d'échange est emboutie en 12 afin de déterminer une série de canaux. Dans tous les cas on conçoit qu'on obtient un échangeur présentant une garantie absolue à l'encontre de perforations éventuelles de l'un ou de l'autre des deux circuits 4 et 7. En effet, quelle que soit la pression du liquide qui circule dans ces deux circuits, toute perforation accidentelle aboutit à une fuite qui ne peut atteindre le circuit opposé, le liquide étant collecté par les circuits ou espaces 10 et etant immédiatement détecté à l'extérieur de l'échangeur. I1 est intéressant de remarquer qu'en dépit de la garantie anti-pollution qu'il assure à l'installation de production d'eau chaude sanitaire, l'échangeur ci-dessus décrit reste très facilement accessible pour son nettoyage ou détartrage périodique puisqu'il suffit de démonter les plaques qui le composent pour avoir accès aux surfaces utiles de celles-ci. I1 doit d'ailleursetre entendu que la description qui précède nga été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. On conçoit en particulier que l'échangeur suivant l'invention est susceptible entre utilisé pour des applications autres que la production d'eau chaude sanitaire, par exemple pour des échanges thermiques entre produits dont la mise en contact risquerait de se révéler dangereuse. R E V E N D C c A T I O N S 1. Echangeur pour la production d'eau chaude sanitaire, du type à plaques et à joints, caractérisé en ce que les plaques sont doublées de façon à déterminer entre les portions adjacentes des deux circuits de liquides un contact qui permet l'échange thermique, mais qui est insuffisant pour s'opposer à l'écoulement par gravité d'une fuite éventuelle dans l'un ou l'autre desdits circuits. 2. Echangeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que vue d'améliorer l'échange thermique entre les parois doublées, les plaques sont réunies par les mailles d' un grillage métallique ou par des points de soudure.