Brevet FR2557685A1 — publié le 19850705

L'invention concerne un réchauffeur d'eau sanitaire pour chaudière à fluide caloporteur. Les réchauffeurs d'eau sanitaire traditionnels destinés à être alimentés en calories par l'eau chaude d'une chaudière se divisent qénéralement en deux types. Un premier type appelé à chauffage instantané comporte un système à plaques ou à disques ou encore à double serpentin destiné à constituer un échangeur de chaleur entre de l'eau chaude provenant de la chaudière et l'eau sanitaire qui circule dans ledit échangeur. Ce type d'appareil présente l'avantage de fournir n'importe quel volume d'eau sanitaire à une température et selon un débit qui sont bien sûr fonctions de la puissance de la chaudière. Toutefois, si le chauffage est instantané, cela ne veut pas dire que l'eau est chaude instantanément et au contraire, il est nécessaire de puiser un certain volume d'eau sanitaire avant que cette dernière n'atteiqne ia température voulue, le temps à l'eau de la chaudière d'atteindre elle-même la bonne température. En outre, le brûleur de la chaudière est à chaque fois mis en marche même si l'on désire un volume d'eau chaude réduit ce qui augmente bien sûr les risques d'usure. Pour éviter ces inconvénients, il a été imaginé un second type d'appareil, dit à accumulation, dans lequel l'eau sanitaire est stockee dans un ballon de volume relativement important qui est porté et maintenu à bonne témpérature par l'eau chaude de la chaudière au moyen, par exemple, d'une enveloppe entourant ledit ballon ou d'un serpentin aménagé dans le ballon, l'eau de la chaudière circulant dans ladite enveloppe ou ledit serpentin. Ce type d'appareil à accumulation permet évidemment de puiser de l'eau chaude instantanément (si on néglige la quantité d'eau éventuellement refroidie dans les tuyauteries entre le ballon et le robinet de puisage) et de plus, sans démarrage à chaque fois de la chaudière. Cependant, le ballon se remplit de nouveau d'eau froide au fur et à mesure du puisage en eau chaude ou agrès un certain volume puisé et lorsque la température de l'eau du ballon devient insuffisante, il est nécessaire d'attendre un temDs très itritortant avant de puiser de nouveau, pour retrouver la temcérature désirée puisque la chaudière doit alors réchauffer un grand volume d'eau. Pour comparer le fonctionnement de ces deux types d'appareils, il suffit d'en imaginer les courbes de température en fonction du volume d'eau puisée. Pour le type à chauffage instantané, la courbe de température mentionnée ci-avant présente un départ à faible pente qui se stabilise ensuite sensiblement à l'horizontale (temPérature croissante avec stabilisation), le débit étant évidemment réglé en fonction de la puissance de la chaudière. Pour le type à accumulation, la courbe de température présente un départ à forte pente pour ensuite retomber rapidement après avoir plafonné sensiblement à l'horizontale (eau chaude instantanée avec baisse de température très rapide et remontée ensuite lente après arrêt du puisage). L'un des buts de l'invention est de proposer un réchauffeur qui présente les avantages de ces deux types d'appareils sans en avoir les inconvénients, c'est-à-dire dont la courbe de température en fonction du volume d'eau puisée présente un départ correspondant sensiblement à celui du type à accumulation st une stabilisation correspondant sensiblement à celle du type à chauffage instantané. Autrement dit, l'invention propose un réchauffeur qui permet de puiser de l'eau immédiatement chaude et ceci de manière continue. En outre, le réchauffeur selon l'invention n'entraîne pas un démarrage à chaque fois de la chaudière, par exemple lorsqu'il s'agit de puiser un volume d'eau relativement faible d'eau chaude. Pour atteindre ce but, l'invention propose un réchauffeur d'eau sanitaire pour chaudière à fluide caloporteur comportant un ballon d'eau dans lequel est disposé un serpentin tubulaire, réchauffeur qui est remarquable en ce que les extrémités du serpentin sont branchées respectivement sur une entrée d'eau froide et une sortie d'eau chaude sanitaire tandis que le ballon est rempli par le fluide caloporteur de la chaudière qui peut circuler dans le ballon entre une arrivée et une sortie de fluide caloporteur. Avantageusement, le serpentin tubulaire a une forme helicoidale et il est disposé verticalement dans le ballon. De préférence, l'entrée d'eau froide et la sortie d'eau chaude sanitaire sont branchées sur les extrémités respectivement inférieure et supérieure du serpentin. De préférence aussi, l'arrivée et la sortie de fluide caloporteur sont aménagées dans les parties respectivement supérieure et inférieure du ballon. Dans ce cas, avec un serpentin hélicoldal, disposé comme mentionné ci-avant, l'arrivée du fluide caloporteur débouche avantageusement au milieu de la partie supérieure du serpentin. Selon un mode de réalisation préféré, muni d'un serpentin hélicoïdal, celui est entouré, au moins partiellement, par une chemise cylindrique ouverte à ses deux extrémités. Ladite chemise peut être en outre constituée par une matière thermiquement isolante. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère au dessin annexé dont la figure unique représente une coupe schématique d'un mode de réalisation selon l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif. Le schéma montre un ballon cylindrique 1 qui est calorifugé par un matériau isolant 9 et qui est muni d'une conduite 2 d'arrivée d'eau et d'une conduite 3 de sortie d'eau. Le ballon 1 est rempli par de l'eau chaude provenant d'une chaudière, cette eau pouvant circuler de manière forcée (sous pression) entre la conduite 2 d'arrivée et la conduite 3 de sortie qui est branchée sur la canalisation de retour d'eau de la chaudière. Sensiblement au centre du ballon 1 est disposé verticalement un serpentin tubulaire 4 de forme hélicoïdale dont les extrémités inférieure et supérieure sont branchées sur des conduites respectivement d'entrée 5 et de sortie 6 d'eau sanitaire. La conduite 2 d'arrivée de l'eau de la chaudière débouche sensiblement au centre de la partie supérieure du serpentin 4. Autour du serpentin est aménaqée une chemise cvlindrigue 7 en matière isolante qui est ouverte à ses deux extrémités. Enfin, dans le ballon 1 est aménagée une sonde de température et de commande 8 (aquastat). Le réchauffeur selon l'invention décrit ci-avant fonctionne de la manière suivante. Le ballon 1 de contenance relativement faible par rapport à un ballon classique à accumulation est maintenu à une certaine température par l'eau de la chaudière, de même que l'eau contenue dans le serpentin puisque ce dernier est plongé dans le ballon et qu'il se réchauffe en bain-marie. Lorsque l'on puise une petite quantité d'eau sanitaire, il est clair que celle-ci est immédiatement chaude et qu'en outre, la chaudière n'a pas besoin de démarrer. En outre, la perte de calories dans la veine centrale constituée par la chemise 7 et qui est due au transfert de calories à l'eau sanitaire du serpentin, est compensée au fur et à mesure par une circulation de liteau du ballon en thermosiphon naturel (l'eau chaude extérieure à la chemise ayant tendance à monter pour redescendre dans ladite chemise en réchauffant de nouveau le serpentin). Chaque puisage abaisse toutefois la température de 1 'eau du ballon et la sonde de température pré-réglée, commande une mise en marche et un arrêt du brûleur de la chaudière entre deux température données. Cependant, et c'est l'un des avantaqes de l'invention, la conduite 2 d'arrivée d'eau chaude de la chaudière qui débouche au centre du serpentin 4, lui-même enveloppé par la chemise 7, permet un chauffage direct du serpentin, la chemise 7 guidant l'eau de la chaudière et isolant ledit serpentin de son environnement extérieur d'eau dont la température n'est plus assez élevée, tandis que 1' eau du serpentin circule à contre-courant de celui de l'eau de la chaudière. De la sorte, non seulement on peut disposer d'eau chaude immédiatement, mais encore il est possible de puiser n'importe quel volume d'eau chaude sanitaire (selon un débit qui sera fonction de la puissance de la chaudière) puisque celle-ci est réchauffée au fur et à mesure. Après un puisage ayant nécessité la mise en marche de la chaudière, celle-ci continue à réchauffer l'eau du ballon jusqu'à la température voulue commandée par la sonde 8. Ce réchauffage est facilité par un brassage en thermosiphon entre la veine d'eau de la chemise 7 et le volume environnant (une circulation en thermosiphon naturel ayant lieu aussi comme déjà dit ci-avant en cas de puisage et sans fonctionnement de la chaudière). Des aménagements sont évidemment prévus pour adapter cet appareil à la chaudière, tel que, par exemple, une vanne à plusieurs voies pour la circulation de l'eau de la chaudière entre ledit appareil et d'autres appareils (radiateurs par exemple). La chaudière peut être de plusieurs types, par exemple au gaz, au fuel, à l'électricité, ou à multi-énergies. Enfin, de nombreuses modifications peuvent être apportées au mode ae réalisation décrit sans sortir du cadre de 1' invention, par exemple sur la forme du serpentin, celui-ci pouvant en outre être avantageusement muni d'ailettes facilitant les échanges thermiques etc. REVENDICATIONS 1) Réchauffeur d'eau sanitaire pour chaudière à fluide caloporteur comportant un ballon d'eau (1) dans lequel est disposé un serpentin tubulaire(4), réchauffeur caractérisé en ce que les extrémités du serpentin (4) sont branchées respectivement sur une entrée (5) d'eau froide et une sortie (6) d'eau chaude sanitaire tandis que le ballon est rempli par le fluide caloporteur de la chaudière qui peut circuler dans le ballon entre une arrivée (2) et une sortie (3) de fluide caloporteur. 2) Réchauffeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le serpentin tubulaire (4) a une forme hélicoïdale et qu'il est disposé verticalement dans le ballon (1). 3) Réchauffeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'entrée (5) d'eau froide et la sortie (6) d'eau chaude sanitaire sont branchées sur les extrémités respectivement inférieure et supérieure du serpentin (4). 4) Réchauffeur selon 1 'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la arrivée (2) et la sortie (3) de fluide caloporteur sont aménagées dans les parties respectivement supérieure et inférieure du ballon (1). 5) Réchauffeur selon la revendication 4, muni d'un serpentin selon la revendication 2, caractérisé en ce Je 1' arrivée (2) de fluide caloporteur débouche sensiblement au milieu de la partie supérieure du serpentin (4). 6) Réchauffeur selon 1 'une des revendications 3 à 5 muni d'un serpentin selon la revendication 2, caractérisé en ce que le serpentin (4) hélicoïdal est entouré au moins partiellement par une chemise cylindrique (7) ouverte à ses deux extrémités. 7) Réchauffeur selon la revendication 6, caractérisé en ce qae la chemise (7) est constituée par une matière thermiquement isolante.