Brevet FR2621684A2 — publié le 19890414

FR 2621684 A2 19890414 FR 8713891 A 19871008 L'invention a pour objet un procédé et un dispositif de préparation instantanée d'eau -chaude sanitaire, notamment un tel dispositif comportant un échangeur de chaleur a plaques dont le circuit primaire est alimenté en fluide de chauffage fourni par une chaudière, chaufferie ou analogue à faibleperte de charge, où le fluide circule à faible débit en subissant une chute de température élevée et dans lequel on- recueille l'eau chaude sanitaire à la sortie du circuit secondaire. Dans de tels dispositifs, conformes à la Demande de Brevet Principal, le problème se pose du maintien à température sensiblement constante de l'eau chaude sanitaire recueillie à la sortie du circuit secondaire quel que soit le débit dans ledit circuit. C'est, par conséquent, un des buts essentiels de l'invention que de fournir des perfectionnements au procédé et au dispositif de préparation instantanée d'eau chaude sanitaire selon la Demande de Brevet Principal à l'aide d'un procédé et d'un dispositif de régulation à réponse très rapide aux pointes instantanees de débit dudit circuit d'eau chaude. C'est, aussi, un but de l'invention, de fournir de tels perfectionnements qui n'accroissent pas de façon importante le cout des dispositifs et qui, de ce fait, leurs confèrent encore plus d'attraits auprès des utilisateurs. Selon l'invention on prévoit de perfectionner un dispositif du type précité par le fait que l'on associe au circuit primaire au moins une première vanne à trois voies à régulation thermostatique et au moins une seconde vanne a deux voies sensible à la perte de charge existant entre l'entrée et la sortie du circuit secondaire de l'échangeur, c'est-à-dire au débit d'eau chaude sanitaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui suit, faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé dans lequel - la Figure 1 est un schéma d'un dispositif de préparation instantanée d'eau chaude sanitaire selon l'invention ; - les Figures 2 à 4 sont des diagrammes. Le préparateur d'eau chaude sanitaire à production instantanée selon l'invention comprend un échangeur de chaleur à plaques 110 et, plus particulièrement, un tel échangeur à grande efficacité du type des échangeurs comportant des plaques à ondulations ou cannelures asymétriques, à nombre d'unité de transfert (NUT) variable, avec un circuit primaire 111 et un circuit secondaire 112. L'entrée 113 du circuit primaire est alimentée en eau chaude à environ 90-C, à partir d'une chaudière, d'une chaufferie ou analogue et la sortie 114 dudit circuit est à environ 20-C. Le circuit primaire comprend une boucle de recirculation 115, à la sortie de laquelle est interposée une pompe 116 et, à l'aval de ladite pompe qui tourne en permanence, est prévue une vanne à trois voies 117 qui fait circuler le fluide primaire dans la boucle 115 de recirculation (en l'absence de demande d'eau chaude sanitaire) et qui, au contraire fait communiquer la pompe 116 et la sortie 114 lorsqu'une demande d'eau chaude sanitaire apparaît dans le circuit secondaire 112. Celui-ci comprend une entrée 120, alimentée en eau å la température du réseau, par exemple de l'ordre de lO-C et une sortie 121 vers l'utilisation d'eau chaude sanitaire, sortie dont la température Ts doit être maintenue aussi constante que possible (faible variation de i quelques degrés) à une valeur de consigne Tc qui peut être de l'ordre d'environ 55'C. Cette température est déterminée par une sonde 122 disposée sur la sortie 121, laquelle est également munie d'un capteur de pression 123 déterminant la pression de sortie P du circuit d'eau chaude sanitaire dont la pression d'entrée, d'une valeur PE, est mesurée sur l'entrée 120 par une sonde 124. La sonde de mesure 122 est reliée par une chaîne de régulation 125 à la commande 126 de la vanne trois voies 117, d'une part et, d'autre part, conformément à l'invention une vanne à deux voies 130, -montée sur la sortie 114 du circuit primaire 111 à l'aval de la pompe 116 et en dérivation sur la vanne 117-, est propre à être commandée à partir d'un organe 131 sensible à la différence de pression mesurée par les sondes 123 et 124 reliées audit organe par des canalisations 132 et 133, respectivement. La vanne 117 qui fonctionne en mélange pour assurer un débit permanent sur l'échangeur est automotrice et à régulation thermostatique pour réagir en fonction de l'écart de température existant entre la température de consigne Tc et la température de sortie Ts, tandis que la vanne 130, de type automotrice, réagit à la différence de pression existant entre l'entrée Ps et la sortie Ps de l'échangeur, la réaction de la vanne étant immédiate quelle que soit l'importance de la variation. On a représenté, sur la Figure 2, la courbe de réaction de la vanne 117 dans un diagramme sur lequel on a porté en abscisses le débit Q d'eau chaude sanitaire et en ordonnées la température de sortie, tandis que la Figure 3 illustre la réaction de la vanne 130, dans un diagramme sur lequel on a à nouveau porté en abscisses le débit Q d'eau chaude sanitaire et en ordonnées le débit de fuite Qf sur le circuit de dérivation 135 aux bornes de la vanne trois voies 117.Comme montré sur la Figure 2, la régulation de la vanne trois voies est à bande proportionnelle entre T.so et Ts-,oo, celle de la vanne 130 étant à bande proportionnelle sur une plage d'action a-b du débit d'eau chaude sanitaire. Il en résulte, par la combinaison des deux régulations, et un choix de la plage d'action a-b de la vanne 130, avantageusement entre 25 et 75 % du débit d'eau chaude maximal, que la température de l'eau chaude prélevée a la sortie 121 du circuit secondaire est très sensiblement constante dans ladite plage, laquelle est définie simplement par un dispositif d'ajustement de la perte de charge entre l'entrée et la sortie du circuit secondaire de l'échangeur. L'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et représentée. Ainsi, le nombre de vannes peut être supérieur à deux, en fonction du débit d'eau chaude à réaliser, au moins une vanne à régulation thermostatique et une vanne à régulation par mesure de perte de charge étant toujours présentes. REVEKDICATIOBS 1. Dispositif de préparation instantanée d'eau chaude sanitaire, comportant un échangeur de chaleur à plaques dont le circuit primaire est alimenté en fluide de chauffage fourni par une chaudière, une chaufferie ou analogue à faible~perte de charge, où le fluide circule à faible débit en subissant une chute de température élevée et dans lequel on recueille l'eau chaude sanitaire à la sortie du circuit secondaire, caractérisé en ce que l'on associe au circuit primaire (111) au moins une première vanne à trois voies (117) à régulation thermostatique et au moins une seconde vanne à deux voies (130 > sensible à la perte de charge (PE- P.) existant entre l'entrée (120) et la sortie (121) du circuit secondaire (112) de l'échangeur (110), c > est-à-dire au débit d'eau chaude sanitaire. 2. Dispositif selon la Revendication 1, caractérisé en ce que la plage d'action (a-b) de la vanne à deux voies (1:30) est définie par un dispositif d'ajustement de la perte de charge (P- P5) existant entre l'entrée et la sortie du circuit secondaire de l'échangeur. 3. Dispositif selon la Revendication 2, caractérisé en ce que ladite plage d'action correspond sensiblement à une plage de débit- d'eau chaude sanitaire comprise entre sensiblement 25 et 75 % du débit d'eau chaude maximal.