Brevet FR2603977A1 — publié le 19880318

L'invention concerne une chaudière pour la production d'eau chaude. Suivant l'invention, la chaudière se compose d'une cuve pour l'eau de chauffage, d'un moyen de chauffage de cette eau, d'une canalisation de sortie d'eau chaude, pourvue éventuellement d'une pompe de circulation, partant de la partie haute de la cuve et d'une canalisation de retour débouchant dans la partie basse de cette cuve. Cette chaudière est caractérisée en ce que la canalisation de retour est pourvue d'une vanne de régulation reliée à un circuit de régulation comprenant un moyen de mesure de la température extérieure et une sonde de température branchée sur cette canalisation de retour, cette vanne étant pourvue d'une sortie de dérivation reliée à la canalisation de sortie d'eau chaude en amont de la pompe afin d'introduire de l'eau provenant de la canalisation de retour dans la canalisation de sortie d'eau chaude, en fonction de la température de l'eau de retour et compte tenu de la température extérieure. Suivant une autre caractéristique de l'inven tion, la chaudière constitue une chaudière électrique et la cuve est logée, avec interposition d'un matériau termi- quement isolant à l'intérieur d'une enceinte enterrée pourvue d'un couvercle dans lequel débouche un sas communiquant avec un orifice prévu à l'extrémité supérieure de la cuve, cet orifice étant pourvu d'un organe d'obturation solidaire de la résistance électrique de chauffage plongeant dans la cuve. Suivant une autre caractéristique de l'invention, un corps cylindrique est fixé sous l'organe d'obturation, ce corps cylindrique débouchant par ses extrémités à proximité des extrémités inférieure et supérieure de la cuve, la résistance électrique de chauffage étant disposée à l'intérieur de ce corps cylindrique, alors que sur la paroi externe, est fixé un dispositif de compensation de la dilatation de l'eau, les dimensions de ce dispositif étant inférieures à celles de l'ouverture de la cuve et du sas. L'invention -est représentée à titre d'exemples non limitatifs sur les dessins ci-joints, dans lesquels - la figure 1 est une coupe verticale de la chaudière conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus de la figure 1. L'invention a en conséquence pour but la réalisation d'une chaudière électrique pour la production d'eau chaude de chauffage et, éventuellement, d'eau chaude sanitaire, qui permet une réduction de la consommation d'énergie électrique et une réduction du court de cette énergie dans la mesure où cette chaudière est conçue pour que, pendant la nuit, c'est-à-dire pendant les heures creuses où l'énergie électrique est moins coûteuse, elle assure non seulement la distribution d'eau chaude de chauffage, mais également assure l'accumulation d'eau chaude qui est ensuite distribuée au cours de la journée, c'est-à-dire aux heures où l'énergie électrique est plus coûteuse. Cette chaudière est également conçue pour que, en cours de fonctionnement, la température de l'eau chaude distribuée soit juste suffisante pour amener la température des locaux à chauffer à la valeur désirée, compte tenu de la température extérieure et pour aboutir à ce résultat il est prévu, suivant l'invention, d'effectuer une régulation sur le circuit du retour de l'eau, en ajustant la température de cette eau de retour en fonction de la température extérieure, selon une loi établie à l'avance par la partie électronique d'un circuit de régulation, cet ajustement de la température de retour étant effectué en amenant, à chaque instant, une quantité variable de cette eau de retour dans la canalisation de départ d'eau chaude de la chaudière. La présente invention a également pour but la réalisation d'une chaudière qui est parfaitement isolée sur le plan thermique, qui n'est pas susceptible d'encombrer l'intérieur des locaux à chauffer dans la mesure ou cette chaudière est enterrée, cette chaudière permettant cependant un ccés aisé aux différents organes qui la constituent. Cette chaudière se compose d'une cuve 1 qui est positionnée, par exemple, par des cales en bois 2, à l'intérieur d'une enceinte en béton 3, de préférence préfabriquée, noyée dans le sol et fermée par un couvercle 4. Un matériau thermiquement isolant 5 est disposé entre la cuve 1 et l'enceinte 3, ce matériau étant par exemple constitué par de la vermiculite. Cette disposition permet d'obtenir le bon isolement thermique de la cuve de la chaudière en évitant les inconvénients liés à son encombrement. La cuve 1 qui est de forme générale cylindrique, à axe vertical, comporte à son extrémité supérieure une ouverture, pourvue d'une bride 6, qui est fermée par un organe d'obturation 7. L'espace de l'enceinte 3, situé entre la bride 6 et le couvercle 4, est occupé par un sas 8 dont les dimensions sont telles qu'il permet le passage de l'organe d'obturation 7. Ce sas 8 qui débouche au travers du couvercle 4, est lui-même obturé par une plaque de fermeture 9 qui est traversée, d'une part par la canalisation 10 de sortie d'eau chaude, qui alimente en eau chaude les locaux à chauffer, d'autre part par la canalisation 11 de retour qui ramène l'eau refroidie à l'intérieur de la cuve 1. La canalisation de sortie d'eau chaude 10 débouche en 101 sous le couvercle 7 à l'extrémité supérieure de la cuve, alors que la canalisation de retour 11 se prolonge en 111 à l'intérieur de la cuve pour déboucher en 112 à son extrémité inférieure. La résistance électrique de chauffage 12 est fixée sous l'organe d'obturation 7 de la cuve et est placée à l'intérieur d'un corps cylindrique 13 également fixé à l'organe d'obturation 7 par des tirants 131. Ce corps cylindrique 13 est d'une longueur telle qu'il débouche par ses extrémités supérieure et inférieure à proximité des extrémités supérieure et inférieure de la cuve, afin de créer une circulation d'eau. En effet, en cours de fonctionnement, l'eau froide pénètre dans le corps cylindrique 13 par son orifice inférieur 132, elle remonte à l'intérieur de ce corps cylindrique au cours de son chauffage par la résistance 12 et elle sort par l'orifice supérieur 133 après chauffage. Un embout 24 est prévu autour de l'extrémité supérieure 133 du corps 13 de façon à permettre le réglage de la section de passage de l'eau chaude afin qu'elle atteigne en un temps déterminé la température d'accumulation de l'eau chaude et, par exemple, 1050. Cet embout sera de préférence réglé une fois pour toute lors de la construction de la chaudière en fonction de la puissance électrique de la résistance de chauffage. Le corps cylindrique 13 à l'intérieur duquel est disposée la résistance 12, contient également la canalisation de retour 11 ainsi qu'une tubulure 14 dont l'extrémité inférieure, disposée à proximité de la base de la cuve, est pourvue d'une sonde de température 15 destinée à couper l'alimentation de la résistance de chauffage 12 lorsque la température de l'eau à la base de la cuve atteint une température déterminée et, par exemple, 1000. La résistance de chauffage 12 est également sous le contrôle d'une sonde 16 disposée sous l'organe d'obturation 7, c'est-à-dire dans la partie haute de la cuve, afin de couper séquentiellement, par l'intermédiaire d'un disjoncteur, l'alimentation de la résistance électrique 12. La canalisation de sortie d'eau chaude 10 est pourvue d'une pompe de circulation 17, d'une vanne de décharge 18 et d'un limiteur de température 19. La canalisation de retour 11, qui se prolonge en 111 à l'intérieur de la cuve est pourvue, à l'intérieur du sas 8, d'une vanne de régulation 20 qui est reliée, par une sortie de dérivation 21, à la canalisation de sortie d'eau 10 en amont de la pompe 17. Cette vanne de régulation 20 est contrôlée par un circuit de régulation qui comprend la sonde de température 22 branchée sur le circuit de retour 11 et la sonde de température 221 qui mesure la température extérieure. Cette vanne 20 et son circuit de régulation, sont conçus pour introduire de l'eau, provenant de la canalisation de retour 11, dans la canalisation de sortie d'eau chaude 10, en fonction de la température de cette eau de retour (sonde 21) et compte tenu de la température ambiante (sonde 22), de façon à adapter la température de départ de l'eau chaude pour que la température de l'eau de retour soit d'une valeur déterminée compte tenu de la température ambiante. Ainsi, par la mesure de la température de l'eau de retour suivant une loi déterminée à l'avance en fonction de la température ambiante, on dérive une partie de l'eau de retour vers la canalisation de sortie d'eau chaude, afin que cette température d'eau chaude soit juste nécessaire pour amener les locaux à la température désirée, tout en obtenant une température d'eau de retour qui est la plus faible possible. Cette disposition permet de réduire la consommation de l'énergie calorifique accumulée. A l'intérieur du sas 8 débouche également une canalisation 23 aboutissant par ailleurs, à l'extérieur de la cuve 1, à la base de l'enceinte 3. Cette canalisation 23 est destinée à être reliée à une pompe de relevage pour permettre l'évacuation de l'eau qui pourrait s'accumuler à la base de l'enceinte. Afin de permettre la compensation de la dilatation de l'eau qui remplit la cuve, il est prévu un dispositif qui se compose de plusieurs enceintes toriques souples 24, gonflées par de l'air et qui sont maintenues autour du corps cylindrique 13 par des pattes perforées 25. Les dimensions de l'ensemble pourvu de ces pattes perforées 25 fixées au corps cylindrique 13, sont inférieures aux dimensions de l'ouverture supérieure de la cuve 1, de façon que, en enlevant le couvercle 7, on enlève simultanément la résistance 12, la canalisation 111, la tubulure 14 et le dispositif 24, 25 de compensation de la dilatation de l'eau. Cette disposition facilite la construction, le montage et les réparations éventuelles de la chaudière. REVENDICATIONS 1) Chaudière pour la production d'eau chaude, se composant d'une cuve (1) pour l'eau de chauffage, d'un moyen de chauffage (12) de cette cuve, d'une canalisation de sortie d'eau chaude (10) pourvue éventuellement d'une pompe de circulation (17), partant de la partie haute de la cuve, et d'une canalisation de retour (11) débouchant dans la partie basse de cette cuve, chaudière caractérisée en ce que la canalisation de retour (11) est pourvue d'une vanne de régulation (20) reliée à un circuit de régulation comprenant un moyen (22) de mesure de la température extérieure et une sonde de température (21) branchée sur cette canalisation de retour, cette vanne (20) étant pourvue d'une sortie de dérivation (21) reliée à la canalisation de sortie d'eau chaude (10), en amont de la pompe (17), afin d'introduire de l'eau, provenant de la canalisation de retour, dans la canalisation de sortie d'eau chaude, en fonction de la température de l'eau de retour et compte tenu de la température extérieure. 2) Chaudière conforme à la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle constitue une chaudière électrique et la cuve (1) est logée, avec interposition d'un matériau (5) thermiquement isolant à l'intérieur d'une enceinte enterrée (3) pourvue d'un couvercle (4) dans lequel-débouche un sas (â) communiquant avec un orifice prévu à l'extrémité supérieure de la cuve, cet orifice étant pourvu d'un organe d'obturation (7) solidaire de la résistance électrique de chauffage (12) plongeant dans la cuve. 3) Chaudière conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un corps cylindrique (13) est fixé sous l'organe d'obturation (7), ce corps cylindrique débouchant par ses extrémités à proximité des extrémités inférieure et supérieure de la cuve, la résistance électrique de chauffage (12) étant disposée à l'intérieur de ce corps cylindrique, alors que sur la paroi externe, est fixé un dispositif (24, 25) de compensation de la dilatation de l'eau, les dimensions de ce dispositif étant inférieures à celles de l'ouverture de la cuve (1) et du sas (8). 4) Dispositif conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure du corps cylindrique (13) est pourvue d'un embout (134) de position réglable pour le réglage de la section de passage de l'eau réchauffée.