Brevet FR2542428A1 — publié le 19840914

La présente invention concerne une chaudière électrique pour le chauffage de l'eau destinée notamment à alimenter une installation domestique de chauffage central. L'originalité de la chaudière de l'invention est d'être de conception simple, d'encombrement réduit par sa forme du fait de l'absence de pression supprimant l'emploi d'un vase d'eipansion, d'assurer un bon échange thermique grâce à la circulation d'eau à contre-courant et grâce à l'utilisation de métaux à conductibilité thermique différente. Elle permet aussi un démontage aisé de toutes les pièces qui la conetitue et notamment des résistances électriques sans nécessité de vidange. Le rendement de cette chaudière est bon puisqu'à titre d'exemple un appartement de I70 m3 de volume, sous toit terrasse avec un mur pignon ouest a été maintenu à une température de 20 C pendant dix jours pour une consom Heure mation de 3,5 KW/avec une température extérieure moyenne de moins 400, le circuit de chauffage central comprennent : trois radiateurs de dix éléments, un radiateur à quatre éléments, un radiateur à seize éléments. Selon un aspect de l'invention, la chaudière comporte une enveloppe dans laquelle sont placées des résistances électriques et contentent une masse d'eau à chauffer, ladite enveloppe étant reliée aux canalisations d'eau froide et d'eau chaude alimentent les éléments de chauffage central afin de permettre la circulation de l'eau dans toute 1 'installation, la chaudière étant caractérisée en ce que l' eau dans l'enveloppe (1) totalement fermée est maintenue à un niveau (NE) tel que de l'air à la pression atmosphèrique demeure en per"enence entre ledit niveau (ME) de l'eau et la partie supérieure (la) de l'enveloppe, des moyens (11) étant prévus pour assurer une circulation forcée de l'eau dans l'ensemble de l'installation. Les moyens pour assurer la circulation forcée de l'eau sont constitués par une pompe ( ou un accélérateur ) montée entre la chaudière et la canalisation de retour (TF) de l'eau froide vers la chaudière. L'entrée (10a) de l'eau froide dans la chaudière est prévue dans la partie haute de celle-ci tandis que la sortie (20) de l'eau chaude est prévue dans la partie basse de la chaudière. Par ailleurs, au moins une des parois de l'enveloppe de la chaudière présente des logements (7) fermés s'étendant à l'intérieur de l'espace de l'enveloppe et dans lesquels sont logées les résistances électriques (8), celles-ci étant ainsi isolées de l'eau contenue dans l'enveloppe. On décrira à présent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée de l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure I est un schéma représentant une installation de chauffage central équipée de -la chaudière selon l'invention ; et la figure 2 est une coupe à plus grande échelle montrant un des tubes fixés à l'enveloppe de la chaudière et contenant une résistance. Le corps 1 de la chaudière, qui peut etre de forme parallèlipèdique comme représenté à la figure I, est réalisé en acier inoxydable de 1,5 ma d1 épaisseur, cette matière présentant dans le temps une grande longévité ne nécessite aucun entretien et limitant la perte de chaleur du fait de sa mauvaise conductibilité thermique. De calorifuge 2 réalisé en liège de 4 mm d'épaisseur limite encore la déperdition calorique, ce calorifuge enrobant complètement l'enveloppe 1.Le corps est suspendu à un mur par les pattes (P) de façon que le niveau de l'eau (DE) dans le corps soit plus haut que le niveau du radiateur (R) de 1 installation placé le plus haut. A l'intérieur du corps 1 sont disposés les éléments chauffants. Ces éléments chauffants au nombre de trois sur le dessin sont entièrement démontables et sont constitués reRpeotivemsnt d'un logement en doigt de gant 7 exécuté en cuivre et fermé à sa partie supérieure par un fond circulaire 7' soudé ou brase sur le tube 7 A sa partie nférieure est soudé ou rabattu un collet -16'. Le maintien en place de ce doigt de gsnt est obtenu par le serrage de la pièce écrou 17 sur la sur la pièce 15 soudée sur le corps 7. L'étanchéité est réalisée par le joint 169 les logements 7 s'étendant à l'intérieur de l'enveloppe 1 dans laquelle se trouve la sasse d'eau E à chauffer. A l'intérieur du doigt de gant 7 est dispose une résistance 8 de type connu à barillets par exemple. La te te de cette résistance est soutenue par la patte 18 mais de façon à laisser un espace libre 79 pour permettre la dilatation de la résistance 8. Les bornes d'amenée de courant aux résistances sont protégées par le capot 19 A la partie superieure la de la chaudière est disposé un orifice de remplissage d'eau avec bouchon 3. Sur la face avant de la chaudière sont placés un niveau d'eau 6, un thermomètre 5 avec doigt de gant en laiton ou en cuivre, un thermostat 4 également avec doigt de gant en laiton ou en cuivre et à la partie inférieure un robinet de purge 9. L'eau chauffée sort de l'enveloppe par une tubulure 20 située sous la chaudière et munie d'un flexible métallique 13 raccordé à la tuyauterie d'eau chaude (TC) alimentant les radiateurs (R). L'eau refroidie (TF) en retour des radiateurs est introduite dans la chaudière et à la partie supérieure de celle-ci par la tuyauterie 10, tuyauterie sur laquelle est disposée une pompe 11 ( ou accélérateur ) entrainée par un moteur 12. La tuyauterie 10 est raccordée par un flexible métallique 13 à la tuyauterie d'eau refroidie (TF). Le rôle des flexibles métalliques 13 est de permettre la dilatation des tuyauteries et de faciliter le raccordement aux tuyauteries (TC) et (TF) d'installations déjà existantes. On notera que la circulation de l'eau dans la chaudière de l'orifice 10a vers la sortie 20 est à contre-courant du mouvement de l'eau chauffée dans l'enveloppe qui a tendance à se déplacer de bas en haut. On réalise ainsi un brassage favorable à l'échange thermique. Un espace 21 entre la partie supérieure la de la chaudière et le niveau d'eau (NE) permet 1 'augmentation de volume dA i l'échauffement de l'eau, le niveau étant contrdlé par le niveau 6. L'eau contenue dans l'enveloppe est donc maintenue à la pression atmosphèrique, te qui évite l'utilisation d'une enveloppe devant résister à de grandes pressions ainsi que d'un vase d'expansion absorbant les variations de volume de l'eau Un coffret de commande 14 séparé ou attenant au corps de la chaudière assure l'alimentation électrique des résistances 8, du moteur 12 de la pompe 11 ( ou accélérateur ), le contt8le de la température de l'eau dans le corps de la chaudière par le thermostat 4 et il peut ètre asservi à d'autres appareils de contr8le : thermostat d'ambiance, horloge programme etc... Ce coffret de commande comporte les fusibles nécessaires, les relais et appareillage de puissance pour alimentation des résistances, les interrupteurs permettant de choisir le nombre de résistances à utiliser avec indication lumineuse des résistances utilisées. Ces résistances ne peuvent être mises sous tension que Si le moteur 12 est lui-même sous tension. En cas d'arrêt imprévu du moteur 12 les résistances sont mises automatiquement hors tension. Lorsque la température d'ambiance est obtenue et contrôlé par un appareillage approprié, les résistances 8 sont mises hors tension tandis que le moteur 12 reste sous tension, la circulation d'eau n'étant donc pas arrêtée. Lorsque la température de l'eau contenue dans la chaudière est atteinte et contrôlé par le thermostat 4, les résistances sont mises hors tension et le moteur de la pompe 12 ( ou accélérateur ) reste sous tension, la circulation d'eau n'est pas arrêtée. On obtient ainsi un excellent équilibre thermique de toute l'installation et par conséquent une dépense énergétique minimale. REVENDICATIONS i. - Chaudière électrique pour le chauffage de l'eau destinée notamment à alimenter une installation domestique de chauffage central, ladite chaudière comportant une enveloppe dans laquelle sont placées des résistances électriques et qui contient une masse d'eau à chauffer, cette enveloppe étant reliée aux canalisations d'eau froide et d'eau chaude alimentant les éléments de chauffage central afin de permettre la circulation de liteau dans toute l'installation, caractérisée en ce que l'eau dans l'enveloppe (1) totalement fermée est maintenue à un niveau (RE) tel que de l'air à la pression atmosphèrique demeure en permanence entre ledit niveau (RE) de l'eau et la partie supérieure (1 a) de l'enveloppe, des moyens (11) étant prévue pour assurer une circulation forcée de l'eau dans l'ensemble de l'installation. 2.- Chaudière selon la revendication i caractérisée en ce que les moyens (il) pour assurer la circulation forcée de lteaa sont constitués par une pompe ( ou un accélérateur ) montée entre la chaudière et la canalisation de retour (tuf) de l'eau froide vers la chaudière. 3.- Chaudière selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisée on ce que l'entrée (10 a) de l'eau froide dans la chaudière est prévue dans la partie hante de colle-ci tandis que la sortie (20) d'eau chaude est prévue dans la partie basse de la chaudière. 4.- Chaudière selon l'une quelconque des revendications précèdentev caractérisée en ce que la chaudière est située à un niveau supérieur à celui de l'élément (R) de chauffage central le plus haut de telle manière que l'installation soit on charge. 5.- Chaudière selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'une au moins de ses parois (la) présente des logements (7) fermés s'étendant à l'intérieur de l'espace de l'enveloppe et dans lesquels sont logées les résistances électriques (8), celles-ci étant ainsi isolées de l'eau contenue dans l'enveloppe 6.- Chaudière selon la revendication 5 caractérisée on ce que chaque logement (7) est constitué par un tube creux monté de façon étanche et démontable sur une paroi de l'enveloppe, ledit tube s'ouvrant vers l'extérieur pour recevoir une résistance (8) montée de façon amovible. 7.- Chaudière selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6 caractérisée en ce que ltenveloppe (i) de la chaudière est réalisée en acier inoxydable revêtu extérieurement d'un calorifugeage (2) approprié, tandis que les logements (7) des résistances sont en métal thermiquement bon conducteur, par exemple en cuivre. 8.- Chaudière selon l'une quelconque des revendications précèdentes caractérisée en ce qu'elle comporte des tuyauteries d'entrée (IO) et de sortie (20) d'eau équipées de tuyaux flexibles métalliques (13) pour leur raccordement aux canalisations de 1 installation du chauffage central. 9.- Chaudière selon l'une quelconque des revendications précèdentes caractérisée en ce qu'elle est équipée d'un système électrique assurant l'alimentation sélective des résistances.