Brevet FR2477683A1 — publié le 19810911

ELEMENT CHAUFFANT POUR GENE RATE UR DE FLUIDE CHAUD L'invention concerne un nouvel élément chauffant modulaire pour générateur de fluide chaud. Comme on le sait, dans le chauffage central ou dans la production d'eau chaude sanitaire, on cherche de plus en plus à diversifier les sources d'énergie. On a par exemple propose d'utiliser des générateurs mixtes conçus pour fonctionner avec plusieurs combustibles possibles (mazout au gazmazout ou combustible solide - gaz ou combustible solide combinaison des trois), le passage d'un combustible à l'autre étant instantané. Cette solution, qui se développe de plus en plus, présente encore l'inconvénient de nécessiter un investissement et un coût d'exploitation assez élevé. Pour augmenter encore la souplesse d'utilisation des génerateurs et améliorer leur rendement d'exploitation, on a suggéré de connecter ces générateurs à une énergie supplémentaire : l'électricité. Cette dernière présente en effet l'avantage d'être économique en utilisation en heures creuses, silencieuse pour l'utilisation de nuit, non polluante et pratique pour la production d'eau chaude sanitaire en été. Pour ce faire, on a proposé de placer des bougies fixes chauffées à l'électricité dans la partie basse de la chaudière, notamment mixte. Cette solution, bien qu'exploitee, présente encore I'inconvénient de chauffer la totalité du fluide caloporteur (eau), ce qui entralne une grande déperdition calorifique et une grande énergie thermique. L'invention pallie ces inconvénients. Elle concerne un élément perfectionné modulaire, dont l'originalité est d'être facilement adaptable aux générateurs traditionnels et qui permet économiquement - soit de chauffer seulement la nuit, du moins en partie, - soit de simplement produire l'eau chaude sanitaire en été, - soit d'apporter un complément de chauffage, et qui soit polyvalent quant à son adaptabilité aux différentes sortes de générateurs de fluide caloporteur. Cet élément modulaire pour générateur de fluide chaud dans lequel ledit générateur comporte une réserve de fluide caloporteur chaud en circulation, se caractérise en ce qu'il se compose - d'une enceinte formant réservoir dans lequel circule ledit fluide caloporteur, - au moins un élément chauffant disposé dans ladite enceinte destiné à chauffer le fluide caloporteur, - au moins un premier raccord destiné à relier ladite enceinte à la sortie de la réserve du générateur de fluide caloporteur, - au moins un second raccord destiné à relier ladite enceinte soit au circuit de chauffage, soit au circuit de production d'eau chaude sanitaire, soit aux deux combinés, disposé sur une face de l'enceinte distincte de celle comportant le premier raccord. Si le plus généralement, le fluide caloporteur est de l'eau, ce peut être également de l'air. En pratique - l'enceinte est en tôle métallique isolée thermiquement, avec ou sans carrosserie indépendante ; - l'élément chauffant est amovible ou fixe ; dans le premier cas (élément amovible), l'enceinte est traversée de part en part par des gaines métalliques où lton place alors l'élément chauffant, qui peut ainsi être facilement remplacé sans avoir à vidanger l'installation, de sorte qu'en outre, la puissance de chauffage est ainsi facilement adaptable en fonction des besoins ; dans le second cas (élément fixe), ce peut être un thermoplongeur vissé sur enceinte ; le plus généralement, on a une rangée de plusieurs éléments chauffants, voire plusieurs rangées superposées ; l'alimentation électrique peut être bi ou multi- tensions ; de même, chaque élément chauffant comporte ses propres organes classiques de régulation ; de même, ces différents éléments chauffants peuvent être associés de manière connue à des moyens de programmation permettant de les faire agir en fonction des besoins ou des coûts d'énergie; - les raccords peuvent être de formes très variées à bride, à joint, conique, union, fileté, soudé, ètc. ; placés de chaque côté de l'enceinte, ils peuvent être uniques ou multiples selon la nature des générateurs auxquels ils doivent se raccorder. Ltélément modulaire caracteristique de -l'invention est adaptable aux différents types connus d'appareils de production de fluide caloporteur chaud - soit par chaudière, - soit par accumulation. I1 se place avantageusement entre la sortie supérieure du générateur de fluide chaud (départ du circuit de chauffa- ge) et,selon le cas, soit l'entrée du ballon d'eau chaude sanitaire, soit l'entrée du circuit de chauffage central, soit les deux combinés. La manière dont l'invention peut etre réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent donnés à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées. Les figures 1 à 4 représentent schématiquement un élé- ment modulaire électrique optionnel polyvalent chauffant selon l'invention respectivement - en coupe (figure 1) - en vue de l'extérieur (figure 2) - en vue selon l'axe A-B (figure 3) - en vue de dessus (figure 4) à échelle réduite en largeur. Les figures 5 à 9 montrent sQhématiquement la manière dont cet élément peut être adapté à différents générateurs de fluide de chauffage. Les figures 10 à 14 représentent schématiquement d'autres formes de réalisation de cet élément modulaire. En se référant aux figures 1 à 4, cet élément se compose essentiellement - d'une enceinte 1 formant réservoir en tôle métallique isolé thermiquement, - d'une pluralité de gaines 2, soudées à l'enceinte 1 et la traversant horizontalement de part en part, - d'éléments chauffants 3 (bougies, etc.> placés dans lesdites gaines 2 ayant chacun une tête 4 de raccordement électrique (par exemple chaque bougie peut avoir une puissance de 3000 watts), - une bride -femelle 5 placée au bas de l'enceinte 1 destinée à raccorder celle-ci sur la sort-ie de la réserve du générateur de fluide caloporteur (par exemple départ du circuit de chauffage d'une chaudière), - d'une bride mala 6 avec ses filetages de raccord 7 placée sur le dessus de l'enceinte 1 et destinée à la raccorder soit au circuit de production d'eau chaude sanitaire, soit au circuit de chauffage, soit à la combinaison des deux. Comme dit, ces raccords ou brides 5 et 6 peuvent être soit simples comme représentés, soit multiples. Ils peuvent même être d'un autre type (raccords union, raccords à joint, etc.) selon la nature et la structure des éléments auxquels on désire raccorder cette enceinte modulaire 1. Les figures 5 à 9 montrent différentes mises en place de cet élément modulaire de chauffage caractéristique de l'invention, qui est désigné par la référence générale 10. La figure 5 montre cet élément raccordé à une chaudière à un seul type de combustible, par exemple à mazout 11 juste entre le haut de la voûte 12 du circuit d'eau réchauffée (depart du circuit de chauffage) et l'entrée de ce circuit de chauffage 13 ; la référence 20 désigne le retour de chauffage. Dans la figure 6, on a substitué a la chaudière 11 de: la figure 5 une chaudière 14 mixte à plusieurs combustibles. Ces deux formes de réalisation sont particulièrement adaptées pour un chauffage supplémentaire d'appoint en période particulièrement plus froide, notamment pendant les heures de nuit ou à un chauffage de remplacement de nuit. Dans la figure 7, la chaudière 11 de la figure 5 a été remplacée par un accumulateur 15. On le sait, un accumulateur est un organe qui stocke par accumulation uneeau chauffée, par exemple au moyen d'une pompe solaire, d'une pompe à chaleur ou même d'une chaudière traditionnelle. Cet accumulateur peut être lui-meme une chaudière à accumulation. L'élément additionnel modulaire polyvalent 10 permet dans ce cas, soit d'apporter le complément de chaleur nécessaire pour amener l'eau à la bonne température, soit même de se substituer à l'accumulateur si celui-ci ne fonctionne pas. La figure 8 montre cet élément 10 disposé entre l'accumulateur 15 et un réservoir d'eau chaude sanitaire 16 ; les références 17 et 18 symbolisent respectivement le départ expansion et la sortie d'eau chaude sanitaire. Sur la figure 9, on a substitué à l'accumulateur 15 une chaudière 11 à un seul type de combustible, mais qui peut être également une chaudière mixte à plusieurs combustibles. Les deux montages illustrés aux figures 8 et 9 sont particulièrement intéressants pour la production d'eau chaude en été, notamment pendant les heures creuses. Si le plus généralement, les deux raccords 5 et 6 simples ou multiples sont situés sur deux faces opposées de l'enceinte (voir notamment figures 1 à 10 et 12,13), ils peuvent également être situés sur des faces distinctes, mais non opposees. Par exemple, le second raccord 6 peut être situé sur une face latérale (figure 11) ou sur une face arrière (figure -14). Ces différentes dispositions facilitent en outre la circulation du fluide caloporteur. La mise en place de l'élément modulaire 10 s'effectue facilement, même sur du matériel existant tel que des chaudières, des accumulateurs, un ballon, etc.. L'augmentation de la hauteur de la chaudière ne pose pas de problèmes particuliers, puisque la carrosserie extérieure de celle-ci est un assemblage léger de tôles. De même, cet élément modulaire peut être livré avec la chaudière ou l'accumulateur d'origine. En outre, ce dispositif présente de nombreux avantages. On peut citer - la possibilité de chauffer économiquement, soit en permanence de jour comme de nuit, soit en appoint à un chauffage traditionnel, soit par accumulation de nuit ; donc une grande versatilité pour un investissement léger et un coût de fonctionnement réduit - la grande polyvalence, car ce dispositif est facilement adaptable aux générateurs traditionnels, - un choix judicieux à tout instant du type d'énergie à utiliser, afin d'obtenir un coût d'exploitation minimum pour un rendement maximum, - l'adaptation de la puissance, donc de la consomma tion d'énergie, en fonction du.volume chauffer du program- me de chauffe et des différentes fonctions à assurer, - aucune perturbation dans la circulation du fluide caloporteur chaud, soit éntre la chaudière et le circuit de chauffage, soit entre la chaudière et-l'eau chaude sanitaire, - enfin, équipement optionnel susceptible d'être installé soit initialement, soit dans le temps à la demande de l'utilisateur. REVENDICATION5 1/ Elément modulaire de chauffage pour générateur de fluide chaud, ledit générateur comportant une réserve de fluide caloporteur chaud en circulation, carac;trisé en ce qu'il se compose : - d'une enceinte 1 formant réservoir dans lequel peut circuler ledit fluide caloporteur, - d'au moins un élément chauffant 3 disposé dans ladite enceinte 1 destiné à chauffer le fluide caloporteur, - d'au moins un raccord 5 destiné à relier ladite enceinte 1 à la sortie de la réserve du générateur de fluide caloporteur, - d'au moins un second raccord 6 destiné à relier ladite enceinte 1, soit au circuit de chauffage, soit au circuit de production d'eau chaude sanitaire, soit à la combinaision des deux, disposé sur une face de l'enceinte 1 distincte de celle comportant le premier raccord 5. 2/ Elément modulaire selon revendication 1 caractérisé en ce que l'élément chauffant 3 est placé horizontalement dans une gaine 2 traversant de part en part l'enceinte 1. 3/ Elément modulaire selon revendication 1, caractérisé en ce que l'élément chauffant est un thermoplongeur vissé sur l'enceinte 1. 4/ Elément modulaire selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé én ce que les raccords sont des brides ou des raccords union. 5/ élément modulaire selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le second raccord 6 est disposé sur la face de l'enceinte 1 opposée à celle comportant le premier raccord 5. 6/ Elément modulaire chauffant selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les éléments chauffants sont associés à des moyens de programmation permettant de les laisser agir en fonction des besoins ou des coûts de l'énergie. 7/ Elément modulaire selon l'une des revendications 1 à 6, caractérise en ce que les éléments chauffants 3 sont chauffés à l'électricité. 8/ Elément modulaire selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le générateur de fluide caloporteur chaud est une ahaudière. 9/ Elément modulaire selon l'une des revendications 1 a 7, caractérisé en ce que le générateur de fluide caloporteur chaud est un accumulateur de chaleur. 10/ Elément modulaire selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il est placé entre ce générateur de fluide caloporteur chaud et un ballon d'eau chaude sanitaire.