Brevet FR2564937A1 — publié le 19851129

i La présente invention concerne une conduite de distribution notamment destinée à la distribution d'eau chaude sanitaire et/ou aux installations de chauffage ou d'échangeurs de chaleur. Dans le cas de construction dont l'alimentation en eau chaude consiste en un réservoir d'eau chaude disposé à un niveau inférieur par rapport au point d'utilisation, géné- ralement dans la cave, un problème surgit qui consiste en ce que, en cas de besoin, un temps prolongé s'écoule avant que l'eau chaude n'atteigne le point d'utilisation et sorte par exemple, d'un robinet. De ce fait, de grandes quantités d'eau froide généralement non utilisées s'écoulent et augmentent inutilement la consommation d'eau et en font accroitre,le coût; ceci intervient notamment dans des constructions comportant de nombreux points d'utilisation, comme par exemple les hôpitaux. Par ailleurs, on sollicite également la canalisation et, plus particulièrement, la ca- pacité souvent limitée des usines de distribution d'eau, lors du traitement des eaux usées contre payement de taxes. Pour palier ces inconvénients, on connaît des dispositifs de circulation d'eau chaude comportant deux conduites mises en parallèle et partant du réservoir d'eau chaude ainsi qu'une pompe montée dans l'une des deux conduites, qui fait continuellement circuler l'eau chaude de telle sorte que le consommateur puisse retirer immédiatement l'eau chaude du courant d'eau chaude. Il en résulte néanmoins une installation onéreuse, notablement plus coûteuse à cause des dépenses de matériel presque doubles et des dépenses accrues au niveau du montage, qui y sont associées. Les constatations avancées ci-dessus valent de manière com- parable pour les conduites de chauffage utilisées à des fins de chauffage, par exemple en tant qu'échangeur de chaleur dans les radiateurs d'installations de chauffage central. Le rendement d'une conduite de chauffage cylindri- que ou de section aplatie peut encore être accru, lorsque de manière connue, la conduite sert de support pour des fils disposés en forme de spirale sur la longueur de la- dite conduite. Les fils soudés sur la surface extérieure de la paroi de la conduite pour former avec celle-ci une unité conductrice de chaleur présentent ainsi une section circulaire ou une forme proche de celle-ci, vue dans le sens longitudinal de la conduite. La surface efficace, c'està-dire la surface qui transmet la chaleur à l'ambiance, est accrue d'un multiple de la surface de ra- diateurs classiques. Même dans le cas de faibles diffé- rences entre la température de l'unité de chauffage et celle de l'air qui l'entoure, l'air est mis en mouvement entre les spirales de fil de cuivre. L'air chauffé monte et est remplacé par de l'air qui suit, éventuellement soufflé qui est alors, à son tour, chauffé par les fils spiralés. Il naît une circulation de masses d'air. Etant donné que de grandes quantités d'air sont chaque fois chauffé6s, on obtient de bons résultats au chauffage. Une pluralité de telles conduites munies de fils spiralés peu- vent être réunies pour former un faisceau d'échangeur de chaleur, un réservoir collecteur du liquide ou de l'eau devant néanmoins être disposé du côté de la sortie de l'échangeur de chaleur située du côté opposé à celui de l'admission de l'eau. Le but de l'invention vise à éviter les inconvénients pré- cités et à fournir une conduite grâce à laquelle on peut réduire sensiblement les dépenses de montage et de matériel particulièrement dans des installations de distribution d'eau chaude sanitaire et dans les installations de chauffage et d'échangeurs de chaleur et qui permet simulta- nément une meilleure exploitation de l'énergie thermique. Le but de la présente invention est atteint par une con- duite comportant une paroi de séparation qui divise ladite conduite, dans le sens longitudinal, en deux canaux, ladite paroi de séparation s'étendant, de préférence, au centre de la conduite. De cette manière, il n'est plus nécessairede prévoir une conduite supplémentaire pour un deuxième cou- rant de liquide. Dans le cas de l'utilisation de cette con- duite dans un radiateur, l'eau chaude alimentée peut être ramenée au côté de l'admission via le deuxième canal de la conduite, après l'échange de chaleur, pour y être réintro- duite dans le circuit d'alimentation. Dans ce cas, un ré- servoir collecteur monté du côté opposé à celui de l'admis- sion d'eau peut être omis. La subdivision de la conduite peut être obtenue par intro- duction et serrage de la paroi de séparation dans ladite conduite. Dans le cas d'un tuyau cylindrique par exemple, on peut effectuer ces opérations en donnant, pendant une courte durée;une forme ovale à celui- ci. La forme ovale permet l'introduction aisée de la paroi de séparation qui consiste par exemple en une fine. bande de tôle qui est au moins aussi large que le diamètre intérieur dudit tuyau. Lorsqu'on relâche la sollicitation forcée qui déforme le- dit tuyau, celui-ci reprend sa forme cylindrique de départ et serre-ainsi la paroi de séparation. En variante, on peut soumettre la paroi de séparation qui se présente sous la forme d'une t8le repliée ou pliée alternativement dans un sens et dans l'autre à une précontrainte, la comprimer et l'introduire dans le tuyau cylindrique, dans lequel elle s'applique contre la paroi de celui-ci après détente. De cette manière, il est également possible d'équiper ainsi ultérieurement des installations de conduites déjà exis- tantes. Une telle conduite utilisée pour la distribution d'eau chaude permet, grâce à une pompe montée dans un conduit de dérivation raccordé à un canal, une circulation ininterrom- pue de l'eau chaude. Il faut prévoir un tel conduit de dé- rivation, lorsque la pompe ne peut pas être raccordée di- rectement à un canal à cause de ses dimensions élevées. Le conduit de dérivation qui consiste en un tuyau classi- que qui n'est donc pas subdivisé, peut être très court de telle sorte qu'il soit négligeable en ce qui concerne les coûts et les frais de montage. 2S64937 On peut raccorder un nombre quelconque de conduits d'utili- sation sur le ou les canaux: l'eau chaude est directement disponible indépendamment du fait que l'utilisateur prenne l'eau de l'un ou de l'autre canal ou des deux canaux simul- tanément. Le rendement d'une telle conduite subdivisée à des fins de chauffage ou d'échange thermique peut être amélioré par l'utilisation de fils qui sont par exemple répartis sur la périphérie de la conduite à la manière de piquants de hé- risson, ou, de préférence, disposés en spirale autour de celle-ci et qui s'étendent sur sa longueur. Selon une autre forme d'exécution de l'invention, on peut encore accroître le rendement d'une conduite subdivisée, ainsi que celui d'un tuyau classique, par un agencement comportant des fils profilés torsadés répartis de manière asymétrique, présentant des longueurs variables sur la cir- conférence et/ou sur la longueur de la conduite. Dans ce cas, on se base sur le fait, que lors d'un flux transver- sal par rapport à la conduite, le fluide.suit un parcours tout-à-fait déterminé. Au centre, vu dans la direction du flux, se trouve une zone libre ou zone morte, dans laquelle le fluide ne pénètre presque pas. Le fluide est plutôt dé- vié et guidé latéralement autour de la conduite. Le par- cours du flux peut être plus ou moins comparé, en prenant le centre non atteint comme point zéro, à la géométrie par- ticulière d'une épicyclolde, à savoir une cardiolde. - Etant donné qu'un transport thermique ne peut pas avoir lieu dans la zone morte, une conduite utilisée à des fins de chauffage ou dans des faisceaux de radiateurs pour échangeurs de chaleur par exemple, généralement montée ho- rizontalement doit être munie de fils de manière telle que la partie dirigée vers un milieu ascendant, de préférence de l'air, ne présente pas ou présente peu de fils. L'air ascendant, éventuellement, de plus, accéléré par soufflage, se réchauffe dans les zones dans lesquelles on peut espérer un transfert thermique, à savoir la zone si- tuée en dehors de la zone morte de la conduite, c'est-à- dire environ 300 à 340 . Il est par conséquent avantageux d'utiliser un agencement asymétrique des fils comportant des fils plus longs et/ou une répartition plus dense dans la zone réellement parcourue par le courant d'air - et,de ce fait,dans la zone dans laquelle se produit effectivement le transfert thermique - et pas de fils ou peu de fils ou des fils plus courts dans la zone moins ou pas du tout fré- quentée. En plus d'un rendement accru, on obtient ainsi, plus particulièrement, aussi une optimalisation des frais et des matériaux lors de la fabrication de l'agencement à fils. On peut encore accroître le transfert thermique dans le cas d'une conduite subdivisée, lorsque le canal destiné à l'eau d'entrée est situé au-dessus, lors d'une disposition dans un courant d'air ascendant. Ainsi, l'eau d'entrée chaude se trouve en-dessous de l'agencement dense des fils de la zone importante pour le transfert thermique vers l'air circulant tandis que l'eau de retour plus froide est ramenée essen- tiellement dans le canal adjacent à la zone non fréquentée ou peu fréquentée, dans laquelle la conduite ne présente pas ou que peu de fils, à cause du transfert thermique qui n'y est pas efficace. L'invention apparaîtra plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée à l'appui des dessins dans lesquels: - la figure 1 représente une section d'une conduite cylin- drique comportant une paroi de séparation; - la figure 2 représente la conduite de la figure 1 compor- tant une paroi de séparation selon une autre forme d'exécution; - la figure 3 représente, à titre d'extrait d'une installa- tion, un conduit de dérivation comportant une pompe raccordée à une conduite selon la figu- re 1 ou 2; - la figure 4 représente une coupe longitudinale d'une con- duite selon l'invention comportant une pièce de raccordement de deux utilisateurs, selon la ligne IV - IV de la figure 1; - la figure 5 représente une coupe selon la ligne V - V de la figure 7 d'une extrémité de conduite mu- nie d'un manchon d'extrémité; - la figure 6 représente une coupe selon la ligne VI - VI de la figure 3 d'une conduite comportant un utilisateur raccordé directement à un canal de la conduite subdivisée; la figure 7 représente schématiquement une installation de distribution d'eau chaude sanitaire comportant plusieurs utilisateurs raccordés à une con- duite subdivisée ainsi qu'un circuit de déri- vation et une pompe; - la figure 8 représente, en coupe longitudinale, une autre forme d'exécution de l'invention, dans laquel- le une conduite subdivisée est munie d'un agencement de fils extérieurs répartis de ma- nière circulaire et - la figure 9 représente une vue selon la ligne IX IX de l'objet de la figure 8. Les figures 1 et 2 représentent des conduites cylindriques 1 comportant des parois de séparation 2, 3 qui sont disposées au centre de celles-ci et qui s'étendent sur toute la lon- gueur des conduites, lesdites parois de séparation divisant une conduite en deux canaux 4, 5. Elles sont serrées à l'intérieur des conduites, ceci peut être atteint, dans le cas de la paroi de séparation 2 selon la figure 1, grâce à la force de serrage de la conduite cylindrique qui reprend sa forme de départ cylindrique après déformation ovale forcée pour l'introduction-de la paroi de séparation 2. Se- lon une autre forme d'exécution, la paroi de séparation 3 de la figure 2 peut être repliée à une largeur inférieure au diamètre intérieur de la conduite de telle sorte qu'elle puisse être glissée dans ladite conduite et s'appliquer de manière centrée contre la paroi intérieure de la conduite, lors de la détente. Des défauts d'étanchéité qui pourraient apparaître sont négligeables puisque cela ne provoquerait qu'un faible échange de liquides de même composition circu- lant dans les deux canaux. En vue d'assurer une circulation continue d'eau chaude dans une conduite 1 utilisée pour la distribution en eau chaude sanitaire, on monte une pompe 6 dans un court conduit de dérivation 7 qui peut être raccordé, dans ce cas, au canal 4 au moyen de deux manchons de raccordement 8. Lors du fonctionnement de la pompe, l'eau chaude provenant d'une chaudière 10 (figure 7) et entrant dans le canal 4 de la conduite 1 circule dans le sens de la flèche 9. Lorsque le courant d'eau entre dans le premier manchon de raccordement, vu dans le sens de circulation, il est dévié dans le conduit de dérivation 7, raison pour laquelle le manchon de raccor- dement 8 présente un déflecteur 12 obturant le canal 4. Le courant d'eau passe ensuite dans la pompe 6 et est rame- né de celle-ci,via le conduit de dérivation 7 raccordé au deuxième manchon de raccordement 8, dans le canal 4. Le courant d'eau est guidé ensuite, au point d'inversion supé- rieur, c'est-à-dire à l'extrémité de la conduite 1 dans le canal 5. Pour ce faire, la conduite est obturée par un man- chon terminal 13 (figure 5) qui inverse le sens de circula- tion du courant d'eau de telle sorte que ledit courant atteigne de nouveau lachaudière 10. Le conduit de dériva- tion peut également être monté dans le canal 5, c'est-à-dire dans le retour du courant d'eau. On peut raccorder un nombre quelconque d'utilisateurs à la conduite 1, soit à l'un des canaux 4, 5 ou aux deux canaux. Dans la forme d'exécution selon la figure 4, on a raccordé deux conduits d'utilisateur 15 situés l'un en face de l'autre, au moyen d'un raccord 14 inséré dans la conduite 1, un conduit étant raccordé au canal 4 et l'autre au canal 5. Pour que la division en deux canaux ne soit pas supprimée ou interrompue dans le raccord 14, celui-ci comporte également une paroi centrale 16 qui complète essentiellement la paroi de séparation 2dans le sens longitudinal de la conduite 1 sans transition. Selon la figure 8, la conduite 1 présente un agencement de fils 17. Cette forme d'exécution convient tout particulière- ment pour l'utilisation dans des radiateurs ou faisceau d'échangeur de chaleur. Cet agencement 17 peut consister en des fils individuels 18 qui sont soudés sur la face ex- térieure de la conduite cylindrique 3 ou qui peuvent être déposés sur la conduite sous forme de spirale, eux-mêmes torsadés.Comme matériau pour les fils convient, de préfé- rence, le cuivre, pour sa bonne propriété de conductibilité thermique. En vue de rigidifier les extrémités extérieures, on peut réunir entre eux les fils 18 par un fil de tête 19. La conduite 1 ainsi munie de fils peut être reliée, du côté de l'entrée, à un conduit d'adduction d'eau assez chaude 22. Dans le domaine du raccordement, on introduit de l'extérieur un insert 23 en forme de coulisseau, comportant une plaque 24 obturant la section du conduit d'adduction 22, dans le- quel la paroi de séparation 2 de la conduite 1 s'emboite de manière étanche, par exemple dans un évidement d'enclique- tage 25 de la plaque 24. Ladite plaque 24 sur laquelle frappe le courant d'eau chaude suivant la direction de la flèche 9, dévie ainsi le courant d'eau dans le canal 4 de la conduite 1, un échange thermique pouvant s'y effectuer via les spirales de fils. Un manchon terminal 12 monté sur l'extrémité de la conduite dévie le courant d'eau du canal d'entrée 4 dans le canal de retour 5, grâce à quoi l'eau arrive ensuite de nouveau dans le conduit d'adduction 22, en dessous de la plaque 24. Le transfert thermique vers un milieu ascendant selon le sens de la flèche 26 peut être optimalisé, lorsque aucun fil ou tout au plus rien que quelques fils 18 sont agencés dans la partie 27 d'une zone essentiellement entourée d'un milieu non en mouvement, qui se forme en dessous de la con- duite 1 - vu dans le sens d'écoulement du milieu - suite aux conditions d'écoulement. Le courant du milieu se divise, en dessous de la conduite 1, dans le domaine du canal 5, selon la figure 9, en deux courants qui contournent la conduite 1 par la gauche et par la droite et qui se réunis- sent de nouveau dans la zone située au-dessus du canal 4. Le rendement peut encore en être amélioré, si les fils 18 disposés dans les zones atteintes par de l'air en mouvement (voir les flèches 26 selon la figure 9) sont plus longs et/ ou agencés de manière plus dense sur la paroi extérieure de la conduite. Pour l'adsorption de la chaleur, c'est-à-dire comme milieu en circulation, ne conviennent pas seulement des milieux gazeux comme de préférence l'air, mais les con- duites d'une unité d'échangeur de chaleur peuvent également être enveloppées par des milieux liquides. REVENDICATIONS 1. Conduite de distribution (1), notamment destinée à la distribution d'eau chaude sanitaire et/ou aux installa- tions de chauffage ou d'échangeurs de chaleur, caracté- risée par une paroi de séparation (2, 3) subdivisant la- dite conduite (1) dans le sens longitudinal, en deux canaux (4, 5). 2. Conduite de distribution selon la revendication 1 carac- térisée en ce que la paroi de séparation (2, 3) est dis- posée au centre de ladite conduite (1). 3. Conduite de distribution selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que la paroi de séparation (2, 3) est introduite dans ladite conduite (1) et y est serrée. 4. Conduite de distribuiton selon l'une ou plusieurs des ré- vendications 1 à 3 caractérisée par une pompe (6) montée dans un circuit de dérivation raccordé à l'un des canaux (4, 5). 5. Conduite de distribution selon la revendication 4 carac- térisée par des conduits d'utilisateur (15) dérivés des canaux (4, 5). 6. Conduite de distribution munie à des fins de chauffage ou d'échange thermique, de segments de fil de préférence droits ou de fils profilés torsadés, répartis sur la cir- conférence, de préférence en forme de spirale, sur toute la longueur de ladite conduite, caractérisée par un agen- cement asymétrique (17) de fils répartis sur la circonfé- rence, de longueurs différentes et/ou à densité différen- te. 7. Conduite de distribution selon la revendication 6 caracté- risée par un agencement de fils (17) plus ou moins dense sur la circonférence et/ou sur la longueur de ladite conduite. 8. Conduite de distribution selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 3 ainsi que 6 et 7,caractérisée en ce que la partie (27) de la conduite munie de fils, tournée vers le courant d'air ascendant ne présente pas ou rien que quelques fils (17). 9. Conduite de distribution selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 3 ainsi que 6, caractérisée en ce qu'elle (1) présente un agencement de fils plus dense dans le domaine du canal (4) contenant l'eau chaude d'entrée que dans le domaine restant. 10. Conduite de distribution selon l'une ou plusieurs des revendications i à 3 ainsi que 6 et 9, caractérisée en ce que, dans le cas d'une disposition dans un courant d'air ascendant, le canal de l'eau d'entrée (4) est situé vers le haut.