Brevet FR2584172A1 — publié le 19870102

APPAREIL A EAU CHAUDE A ECHANGEUR THERMIQUE La présente invention concerne un appareil à eau chaude à échangeur thermique. Certains appareils à eau chaude tels que les ballons à eau chaude, chauffe eau, réservoir de production d'eau chaude utilisent un fluide primaire chaud ou caloporteur pour chauffer leur contenu en eau. Ces appareils connus comprennent habituellement dans leur enceinte, un échangeur thermique constitué par un serpentin ou un pot annulaire immergé dans leur contenu en eau, et destiné à la circulation de ce fluide primaire chauu. Un règlement sanitaire type exige que cet échangeur ait une double paroi dans le cas où un fluide primaire reconnu de qualité alimentaire n'est pas utilisé, et l'interstice des parois de cette double paroi soit mis à l'air libre. Dans une telle double paroi il est difficile d'obtenir un bon contact des parois et par conséquent un bon rendement thermique de l'appareil.En outre, les appareils à eau chaude connus à echangeur thermique ayant une telle structure font souvent l'objet d'une fabrication spéciale relativement onéreuse. La présente invention ayant pour but d'éviter ces inconvénients, permet de réaliser un appareil à eau chaude à échangeur thermique présentant un bon rendement thermique, une structure facile à fabriquer, à monter et permettant une utilisation avantageuse dans la fabrication de ces appareils des cuves standards fabriquées en grande série. Selon l'invention, un appareil à eau chaude à échangeur thermique est caractérisé en ce qu'il comprend un échangeur thermique monté en contact d'échange thermique sur la paroi extérieure d'une cuve de l'appareil, en métal ou en une matière bonne conducrice de la chaleur, qui contient de l'eau, échangeur destiné à recevoir en circulation un fluide primaire chaud ou caloporteur. Pour mieux faire comprendre l'invention on en décrit ci-après un certain nombre d'exemples de réalisation dont un est illustré dans un dessin ci-annexé qui représente une vue schématique partiel lement arrachée d'un chauffe-eau à échangeur thermique, réalisé selon l'invention. Un chauffe-eau l schématiquement illustré comprend une cuve 2 en métal ou en une matière bonne conductrice de la chaleur, contenant de l'eau et pourvue d'une entrée d'eau 3 et d'une sortie d'eau 4. La cuve 2 est protégée thermiquement par une couche extérieure 5 en une matière thermiquement isolante telle qu'une mousse synthétique, de la laine de verre, et mécaniquement par une enveloppe 6 en métal ou en une matière synthétique. Selon une caractéristique importante, le chauffe-eau 1 comprend un échangeur thermique 7 monté en contact d'échange thermique sur la paroi extérieure de la cuve 2, pour recevoir en circulation un fluide primaire chaud ou caloporteur. Ce fluide primaire est soit un fluide reconnu de qualité alimentaire telle qu'une eau potable en circuit fermé, chauffée, servant de fluide caloporteur, une vapeur d'eau chaude soit un fluide reconnu de qualité non alimentaire telle qu'une eau chaude usée. Selon une autre caractéristique, l'échangeur thermique 7 est constitué par un dispositif creux en forme de ceinture comportant une tubulure d'entrée 8 et une tubulure de sortie 9 pour la circulation d'un fluide primaire chaud ou caloporteur, et dont les extrémités latérales non jointives sont terminées en deux languettes parallèles non jointives 10 munies de trous alignés 11 destinés au passage de vis ou boulons de serrage 12 représentés par des traits discontinus. Dans l'exemple illustré, ces extrémités latérales non jointives terminées en languettes parallèles 10 sont parallèles à une génératrice de la cuve 2. Selon une variante de réalisation non représentée, ces extrémités latérales non jointives terminées en languettes parallèles 10 forment un angle avec les génératrices de la cuve 2. Quand l'échangeur thermique en forme de ceinture 7 est monté sur la cuve 2, un serrage dosé des vis ou boulons 12 permet de rapprocher les deux extrémités de cet échangeur et par conséquent de maintenir en place cet échangeur thermique 7 sur la cuve 2 et de régler en même temps le degré de contact entre cet échangeur thermique 7 et la cuve 2 pour obtenir un bon transfert thermique et un bon rendement thermique. Dans une variante de réalisation non représentée un pont thermique est disposé, ou inséré, entre l'échangeur thermique 7 et la cuve 2 en vue d'améliorer le transfert thermique entre ceux-ci par rapport à celui obtenu dans le cas d'un simple contact de surface à surface de cet échangeur thermique 7 et la cuve 2. Ce transfert thermique dépend en effet de l'état de surface des surfaces en contact. Ce pont thermique qui corrige les irrégularités des surfaces de contact de l'échangeur thermique 7 et la cuve 2 est constitué par un matériau bon conducteur thermique apte à épouser ou remplir ces irrégularités de surface. Ce matériau est choisi parmi une pâte conductrice de chaleur et une feuille en matière bonne conductrice de la chaleur et facilement malléable telle qu'une feuille d'aluminium gauffrée ou non. L'efficacité de ce pont thermique est poussée au maximum par un contact intime des surfaces en présence obtenu par l'action de serrage des vis ou boulons 12 qui rapprochent les extrémités non jointives de l'échangeur thermique sous forme de ceinture 7. Dans les appareils à eau chaude connus rappelés dans un paragraphe précédent, qui ont leur cuve contenant dans son enceinte un échangeur thermique à double paroi, le contact entre les parois de cette double paroi, dont dépend le transfert thermique et le rendement thermique de l'appareil, n'est ni réglable ni contrôlable. Pour cette raison, ces appareils à eau chaude à échangeur thermique ont souvent un mauvais rendement thermique. Dans le dispositif creux en forme d'une ceinture thermique 7 de chauffe-eau I représenté dans le dessin, la cavité recevant le fluide primaire chaud ou caloporteur est unitaire et s'étend sur toute la surface de ce dispositif. Dans une variante de réalisation non représentée, le dispositif creux en forme d'une ceinture servant d'échangeur thermique 7 du chauffe-eau 1 comprend une cavité cloisonnée en canalisations pour guider la circulation du fluide primaire chaud ou caloporteur depuis son entrée jusqu'à sa sortie. Dans une autre variante de réalisation non représentée, le dispositif creux en forme d'une ceinture servant d'échangeur thermique 7 du chauffe-eau comprend une cavité constituée par une canalisation serpentant sur toute l'étendue de ce dispositif et destinée à la circulation du fluide primaire caloporteur chaud. Les appareils à eau chaude tels que le chauffe-eau 1 décrit cidessus, munis d'un échangeur thermique en forme d'une ceinture 7 peuvent ainsi répondre aux exigences du règlement sanitaire type rappelé dans un paragraphe précédent et permettent d'utiliser avantageusement dans leur fabrication de cuves standards fabriquées en grande série. La nécessité d'une fabrication spéciale dont le prix de revient est relativement élevé peut être ainsi évitée. REVENDICATIONS 1. Appareil à eau chaude à échangeur thermique, caractérisé en ce qu'il comprend un échangeur thermique (7) monté en contact d'échange thermique sur la paroi extérieure d'une cuve de l'appareil (2) en métal ou en une matière bonne conductrice de la chaleur, qui contient de l'eau, échangeur destiné à recevoir en circulation un fluide primaire chaud ou caloporteur. 2. Appareil selon la revendication l, caractérisé en ce que l'échangeur thermique (7) est constitué par un dispositif creux en forme d'une ceinture comportant une tubulure d'entrée (8) et une tubulure de sortie (9) pour la circulation d'un fluide primaire chaud ou caloporteur, et des extrémités latérales non jointives terminées en languettes parallèles non jointives (10) munies de trous alignés (I I) destinés au passage de vis ou boulons de serrage (12). 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un pont thermique est inséré entre l'échangeur thermique (7) et la cuve (2). 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le pont thermique est constitué par un matériau bon conducteur thermique apte à épouser ou remplir les irrégularités de surface de l'échangeur thermique (7) et la cuva (2). 5. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le pont thermique est choisi parmi une pâte conductrice thermique et une feuille bonne conductrice de la chaleur et malléable telle qu'une feuille d'aluminium. 6. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans le dispositif creux en forme d'une ceinture servant d'échangeur thermique (7), la cavité recevant le fluide primaire chaud ou caloporteur est unitaire et s'étend sur toute la surface de ce dispositif. 7. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans le dispositif creux en forme d'une ceinture servant d'échangeur thermique (7), la cavité recevant le fluide primaire chaud ou caloporteur est cloisonnée en canalisations qui guident le fluide primaire chaud ou caloporteur en circulation. 8. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans le dispositif creux en forme d'une ceinture servant d'échangeur thermique (7), la cavité est constituée par une canalisation serpentant sur toute l'étendue de ce dispositif et destinée à la circulation du fluide primaire caloporteur chaud. 9. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans l'échangeur thermique (7) en forme de ceinture, les extrémités latérales non jointives terminées en languettes parallèles non jointives (10) sont parallèle: à une génératrice de la cuve (2). 10. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans l'échangeur thermique (7) en forme de ceinture, les extrémités latérales non jointives terminées en languettes parallèles non join- tives forment un angle avec les génératrices de la cuve (12).