Brevet FR2475196A1 — publié le 19810807

Le dispositif objet de la présente invention concerne les installations de chauffage et de production d'eau chaude sanitaire, dans les immeubles d'habitation collectifs pourvus d'un chauffage commun à eau chaude. Dans ce domaine, la Règlementation a considérablement évolué ces dernières années, à cause notamment des impératifs d'économie nés de la crise énergétique. En conséquance, les conditions auxquelles doivent désormais satisfaire ces installations peuvent se résumer comme suit - Temperature du réseau de chauffage primaire régulée en fonction de la tempésature extérieure. Régulation terminale complémentaire par pièce ou par logement. - Comulgnde individuelle par l'usager. Comptage de la chaleur fournie à chaque logement ou local pri v-.--. rif. - Production de eau chaude sanitaire à une température inférieu a è 60o. - Supl7ression des risques de pollution du réseau public d'eau potable en cas de perforation de la paroi de l'échangeur de production d'eau chaude sanitaire, avec signalisation externe. Les solutions techniques existantes s'avèrent complexes, encombrantes et croûteuses. L'objet du présent brevet est un préparateur d'eau chaude sanitaire qui, en association avec une boucle de chauffage et un compteur d'énergie thermique pour chaque logement ou local privatif, permet d'assurer les fonctions ci-dessus dans des conditions économiques acceptables. DESCRIPTION L'appareil se compose des éléments suivants - Orifice d'entrée du circuit de chauffage primaire (1) vanne thermostatique de régulation du débit d'eau primaire 12) avec sa sonde de mesure et de commande (3) et un hydro-éjecteur (4). Corps (5) rempli de fluide chauffant, et contenant l'échangeur sanitaire (6) à sa partie supérieure. orifice de sortie du fluide chauffant (7) - Orifices d'entrée de l'eau froide sanitaire (8) et de sortie de l'eau chaude sanitaire (9). vanne pressostatique à membrane (10) placée sur l'entrée d'eau froide, dont l'ouverture est provoquée par une différence de pression entre l'amont et l'aval. - Système indicateur (11) de la différence de pression régnant de part et d'autre de la paroi de l'échangeur sanitaire en 1' absence de puisage, permettant de détecter une perforation éven tuelle. L'ensemble est protégé par un habillage calorifugé. On trouve par ailleurs - La colonne montante commune du rÉseau de chauffage primaire (12) Le compteur d'énergie thermique (13) pour les 2 usages. - La boucle de chauffage du logement ou local privatif (14) - La colonne montante commune d'eau froide sanitaire (15) - Le compteur d'eau froide (16) - Les alimentations eau chaude-eau froide du logement ou local privatif (17). Le présent brevet ne concerne que l'ensemble des éléments repérés ) à (11). Terminologie - Le terme eau de chauffage primaire" concerne exclusivement 1' eau provenant des générateurs communs à l'immeuble, et dont la température à l'aller peut etre égale ou supérieure à 600C. - Le terme "circuit de chauffage primaire" désigne le réseau par couru par cette eau. - Le terme "fluide chauffant" désigne ici un liquide dont on a préalablement limité la température à 60 C environ, et qui est en contact avec l'échangeur sanitaire. FONCT*IONNEMENT La production d'eau chaude sanitaire est obtenue par échange thermique entre le fluide chauffant et le réseau d'eau sanitaire. L'échangeur sanitaire est dimensionné pour assurer la production d'eau chaude nécessaire au logement avec une température du fluide chauffant égale à 600C, permettant une régulation centrale éventuelle du circuit de chauffage primaire entre 900 et 600C par exemple, en en fonction de la température extérieure. Cette particularité autorise en outre le raccordement sur des sources d'énergie communes à basse température (600) telles que récupération de chaleurs perdues, solaire ou géothermie. Limitation de la teméprature de l'eau chaude sanitaire et de 1' entartrage de 'echanqe- L'eau de chauffage primaire entre dans le corps (5) par l'hydroéjecteur (4) qui assure un brassage et un mélange induits dans une capacité tampon. La température du fluide chauffant résultant de ce mélange est contrôlée par la sonde (3) avant qu'il n'atteigne l'échangeur sanitaire (6), La sonde (3) réglée à 600C, située entre la capacité tampon et l'échangeur sanitaire, dose le débit d'eau primaire par l'intermédiaire de la vanne (2). Le résultat est une régulation du fluide chauffant à une température constante de 600C environ. On obtient ainsi une eau chaude sanitaire dont la température est toujours inférieure à 600, avec un risque d'entartrage de l'échan- geur pratiquement nul. SupPression du risque de pollution du ruseau public d'eau potable La vanne pressostatique à membrane (10) est commandée par la différence de pression amont-aval de la conduite d'eau froide. Elle ne peut s'ouvrir que lorsque la pression aval est inférieure à la pression amont d'une certaine valeur (par exemple 0,2 bars). Lorsque cette différence de pression est faible ou nulle, un ressort maintien la vanne fermée et assure létanchéité. Par contre la vanne s'ouvre lorsque les 2 conditions ci-après sont réunies - Présence de pression en amont, et par conséquent dans le réseau public d'eau potable. - Possibilité d'échappement en aval due par exemple à l'ouverture d'un robinet de puisage d'eau chaude. Il n'y a donc aucune possibilité de circulation inversée, et le fluide chauffant ne risque en aucun cas d'entrer en contact avec le réseau public d'eau potable en cas de perforation de l'échan- geur. Nota : Les prises de pression se situent à proximité immédiate des orifices de la vanne pressostatique, en amont et en aval. Détection de la perforation éventuelle de l'échangeur Ce dispositif consiste à mesurer et comparer les pressions régnant de part et d'autre de la paroi de l'échangeur sanitaire (6) en l'absence de soutirage d'eau chaude, c'est-à-dire lorsque les robinets de puisage et par conséquent la vanne pressostatique (10) sont fermés. En cas de perforation de la paroi, les 2 pressions s 1équilibrent alors à la même valeur. Il pourra s'agir soit d'un manomêtre avec robinet inverseur, soit d'un comparateur différentiel avec repère pour différence de pression nulle, soit de 2 manomètres (11). VARIANTE Une autre solution, plus conteuse, consiste à assurer la production d'eau chaude par 2 échangeurs en série, avec houcle inter- médiaire de fluide chauffant réglé à température constante de 600C environ, en vue d'obtenir les mêmes résultats quten solution de base (production a moins de 600C sans entartrage). La vanne pressostatique est alors supprimée. La perforation simultanée des 2 échangeurs étant peu probable, on aura encore une bonne protection contre les risques de pollution du réseau public d'eau potable APPLICATIONS Production d'eau chaude sanitaire a partir d'un chauffage commun à eau chaude, avec ou sans boucle secondaire de chauffage, et avec ou sans comptage de chaleur. REVENDICATION5 1 - Préparateur d'eau chaude sanitaire alimenté par un circuit primaire, pouvant etre associé à une boucle de chauffage et a un compteur d'énergie thermique, caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen assurant la production de l'eau chaude sani taire à une température inférieure à 60 C et avec un risque d' entartrage pratiquement nul, ainsi qu'un moyen supprimant les risques de pollution du réseau public d'eau potable en cas de perforation de l'échangeur avec avertisseur de perforation. 2 - Préparateur d'eau chaude sanitaire selon la revendication N 1 caractérisé par le fait que le moyen assurant la production d' eau chaude à moins de 60 et sans entartrage consiste en une régulation de la température du fluide chauffant à une valeur de 600C enviror avent qu'il n'atteigne l'échangeur sanitaire, grace à un ensemble comprenant une sonde thermostatique comman dant une vanne d'admission de l'eau de chauffage primaire asso ciée à un hydro-éjecteur dans une capacité tampon. La température de l'eau de chauffage primaire peut être gale ou supérieure à 60 C. 3 - Préparateur d'eau chaude sanitaire selon la revendication N 1 caractérisé par le fait que le moyen supprimant les risques de pollution du réseau public d'eau potable consiste en une vanne automatique à membrane placée sur l'arrivée d'eau froide sanitaire, commandée par la différence de pression entre amont et aval, et maintenue fermée par un ressort tant que la pres sion amont n'est pas supérieure à la pression aval, ce qui ex clut toute possibilité de circulation inversée. 4 - Préparateur d'eau chaude sanitaire selon la revendication N 1 caractérisé par le fait que le moyen avertisseur de perforation consiste dans la mesure et la comparaison des pressipns régnant de part et d'autre de la paroi de l'échangeur sanitaire en 1? absence de soutirage d'eau chaude, ces 2 pressions prenant alors la meme valeur en cas de perforation de la paroi. 5 - Préparateur d'eau chaude sanitaire selon les revendications NO 1 et 2 caractérisé par le fait que la régulation de tempéra- ture du fluide chauffant à 60 C avant qu'il n'atteigne l'échan geur sanitaire, peut également être obtenue par un montage comportant 1 échangeur primaire, une boucle intermédiaire de fluide chauffant avec son régulateur thermostatique, et 1' échangeur sanitaire. L'hydro-éjecteur est alors inutile.