Brevet FR2661736A1 — publié le 19911108

À La présente invention concerne une installation de chauffage pour la préparation d'eau de chauffage et d'eau sanitaire, dans laquelle un échangeur de chaleur chauffé par une source de chaleur, peut être relié au choix, par un distributeur 3-voies, à des radiateurs de chauffage ou un échangeur de chaleur pour eau sanitaire lequel est mon- té en parallèle avec les radiateurs et dont le circuit se- condaire est relié à un robinet de prise d'eau sanitaire. De telles installations servent à la préparation d' eau de chauffage, à l'alimentation de radiateurs de chauf- fage et en même temps à la préparation d'eau sanitaire à l'aide d'un échangeur de chaleur pour eau sanitaire Sur les installations connues de ce genre, une électrovalve alimentant ledit échangeur de chaleur libère l'écoulement vers lui Ce fonctionnement comporte cependant l'inconvé- nient qu'au début du prélèvement d'eau chaude, l'eau re- froidie doit d'abord être chassée du circuit primaire de cet échangeur de chaleur avant qu'il ne puisse y avoir chauffage de l'eau sanitaire en écoulement, ce qui se tra- duit évidemment par un retard dans la préparation de 1 ' eau chaude et, en conséquence, un gaspillage d'eau. La présente invention a donc pour but d'éviter ces inconvénients en proposant une installation de chauffage d'eau du genre sus-mentionné garantissant que dès le dé- but du prélèvement d'eau, cette eau est suffisamment chau- de. Conformément à l'invention, ce but est atteint par ce qu'il est prévu un réservoir d'eau de chauffage main- 2 - tenu à une température relativement élevée par l'action d'un thermostat, et relié, par l'intermédiaire d'un dis- tributeur 3-voies disposé entre l'échangeur de chaleur chauffé par la source de chaleur et le distributeur 3-voies assurant l'alimentation de l'échangeur de chaleur pour 1 ' eau sanitaire, à l'échangeur de chaleur, et dont la sor- tie est reliée à l'entrée de l'échangeur de chaleur pour l'eau sanitaire, un dispositif régulateur commandé par le robinet de prise d'eau étant relié aux organes moteurs, soit notamment des organes électro-magnétiques, des dis- tributeurs 3-voies. De cette façon, il est possible, dès le début du pré- lèvement d'eau de canaliser très rapidement de l'eau du réservoir d'eau de chauffage à l'échangeur de chaleur pour eau sanitaire et de la chauffer ainsi rapidement. Dans une réalisation préférée de l'invention, il peut être prévu qu'au début de la prise d'eau, l'électrovalve assurant l'alimentation du réservoir d'eau de chauffage est actionnée pour établir une liaison entre ledit réser- voir et le tuyau d'alimentation venant de l'échangeur de chaleur et de le relier au circuit de chauffage jusqu'à ce qu'un volume d'eau correspondant à celui de l'échangeur de chaleur plus celui des conduites allant au et venant du réservoir d'eau de chauffage, soit arrivé dans ledit réservoir, puis que ladite électrovalve assure la coupu- re de l'alimentation dudit réservoir et qu'en même temps l'électrovalve agissant sur l'alimentation de l'échangeur de chaleur pour eau sanitaire en assure l'ouverture jusqu' à la fin de la prise d'eau. De cette façon, il est garantit que dès la prise d' eau l'eau chaude venant du réservoir respectif s'écoule dans l'échangeur de chaleur pour eau sanitaire, ce qui per- met un chauffage rapide de cette eau. Pour réaliser un montage particulièrement simple d' une installation de chauffage d'eau conformément à l'in- vention, il est proposé, suivant une autre caractéristi- -3- que de l'invention, que les distributeurs 3-voies sont dis- posés en série sur une conduite reliant l'échangeur de cha- leur aux radiateurs de chauffage, le troisième raccord du premier distributeur 3-voies étant relié de façon connue à l'échangeur de chaleur pour eau sanitaire, et le troi- sième raccord du deuxième distributeur 3-voies disposé en- tre le premier distributeur et l'échangeur de chaleur, é- tant relié à l'entrée du réservoir d'eau de chauffage dont la sortie est reliée à l'entrée de l'échangeur de chaleur pour eau sanitaire. Ce mode comporte en outre l'avantage que l'installa- tion peut être réalisée à l'aide de composants offerts dans le commerce. De plus, il peut être prévu que le volume du réser- voir d'eau de chauffage correspond au moins au volume de l'échangeur de chaleur plus celui des conduites d'arrivée et de sortie branchées sur ledit réservoir. De cette façon, il est garanti que le réservoir d' eau de chauffage est réalimenté en quantité suffisante pour chasser de l'échangeur de chaleur et des conduites alimentant ledit réservoir et revenant à l'échangeur de chaleur l'eau éventuellement refroidie durant un arrêt mo- mentané de la source de chaleur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il peut être prévu que le réservoir d'eau de chauffage est muni d'une efficace couche isolante et, le cas échéant, d'un dispositif de chauffage supplémentaire dont la puis- sance suffit au fond seulement à compenser les pertes de chaleur de l'eau emmagasinée dans le réservoir. De cette façon, il est garanti que le contenu dudit réservoir est maintenu à une température élevée et qu'en conséquence, on dispose au début du prélèvement d'eau ra- pidement d'eau chaude pour le circuit primaire de l'échan- geur de chaleur pour eau sanitaire. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il peut être prévu que le dispositif régulateur est un distri- 4 - buteur à tiroir rotatif, relié à l'échangeur de chaleur, aux radiateurs de chauffage, à l'échangeur de chaleur pour eau sanitaire et à l'entrée et à la sortie du réservoir d'eau de chauffage, et comportant un mobile à section es- sentiellement triangulaire. Une telle réalisation du dispositif régulateur per- met de lui donner une forme très compacte, ainsi qu'un montage simple des conduites, l'entraînement dudit dis- positif pouvant être assuré par un seul organe. Un autre but de l'invention est la réalisation d'un distributeur à tiroir rotatif approprié notamment pour une installation de chauffage d'eau, et particulièrement pour une telle installation suivant l'invention, et comprenant un corps essentiellement cylindrique et un mobile tournant dans ledit corps. Conformément à l'invention, il est donc proposé que ce corps de distributeur est muni de quatre raccords ré- partis uniformément à une distance de 900 l'un de l'autre sur le pourtour, et d'un autre raccord prévu entre deux de ces raccords, et que le mobile présente une rampe s'é- tendant à peu près entre les raccords du distributeur, op- posés diamétralement l'un à l'autre, et une autre rampe délimitant un espace qui groupe deux raccords distants de 900 l'un de l'autre, le mobile étant muni de faces d'étan- chéité appliquées contre la paroi intérieure du corps du distributeur. Il en résulte une construction très simple du distri- buteur à tiroir rotatif Les raccords dudit distributeur peuvent être reliés, suivant le sens des aiguilles d'une montre, à l'échangeur de chaleur, à l'entrée du réservoir d'eau de chauffage, à l'échangeur de chaleur pour eau sa- nitaire, à la sortie du réservoir d'eau de chauffage et aux radiateurs de chauffage, ce qui facilite beaucoup le montage des différentes conduites. Ci-après, l'invention est décrite avec les figures du dessin à l'appui, qui représentent: -5- Fig 1, schématiquement un premier exemple de réali- sation d'une installation de chauffage d'eau conformément à l'invention; Fig 2, schématiquement un deuxièmre exemple de ré- alisation d'une installation de chauffage d'eau conformé- ment à l'invention; Fig 3 à 6, schématiquement un distributeur à tiroir rotatif suivant l'invention, dans différentes positions. Dans l'exemple de réalisation suivant la fig 1, l'é- changeur de chaleur 1 est chauffé par un brûleur 2 et re- lié par un tuyau de départ 3 et un tuyau de retour 4 à un ensemble de radiateurs de chauffage 5 Dans le tuyau de départ 3 est prévu un distributeur 3-voies 6 avec un or- gane moteur électromagnétique 7, lequel peut communiquer avec un réservoir d'eau de chauffage 8 ou libérer l'écou- lement le long du tuyau de départ, si le réservoir 8 doit être coupé. Ce réservoir d'eau de chauffage 8 est muni d'une iso- lation thermique 19 évitant des pertes de chaleur De plus, il peut être prévu une source de chaleur supplémentaire pour le réservoir 8, dont la puissance doit cependant seu- lement suffir pour compenser les éventuelles pertes de cha- leur Cela permet de maintenir l'eau accumulée dans ce ré- servoir à une température élevée. Le réservoir d'eau de chauffage 8 est de plus relié à l'entrée du circuit primaire de l'échangeur de chaleur 9 pour eau sanitaire, qui, lui, est aussi relié à un au- tre distributeur 3-voies 10 prévu sur le tuyau de départ 3 et actionné également par un organe moteur électromagné- tique 11 Le distributeur 10 dégage ou bloque la voie vers l'échangeur de chaleur 9, ou communique avec l'ensemble de radiateurs 5. La sortie du circuit primaire de l'échangeur de cha- leur 9 est reliée au tuyau de retour 4. Le circuit secondaire de l'échangeur de chaleur 9 comporte un robinet de prise d'eau 12 qui communique avec 6 - un dispositif de commande 13 qui, au moment de l'ouvertu- re du robinet 12, émet un signal qui déclenche un fonction- nement préréglé des organes moteurs 7, 11 des deux distri- buteurs 3-voies 6, 10. A l'ouverture du robinet de prise d'eau 12, le dis- tributeur 3-voies 6 est actionné pour ouvrir le tuyau vers le réservoir d'eau de chauffage 8 qui est alimenté jusqu'à ce qu'un volume égal au volume Vl de l'échangeur de cha- leur 1, et au volume V 2 des conduites reliant l'échangeur de chaleur 1 au réservoir d'eau 8, et au volume V 3 des con- duites reliant le réservoir 8 au raccord de retour de l'é- changeur de chaleur 1, plus le volume du circuit primai- re de l'échangeur de chaleur 9, soit canalisé dans le ré- servoir d'eau de chauffage 8 Il s'agit ici de l'eau por- tée à la température de départ pour l'ensemble des radia- teurs de chauffage 5, parce que, à l'ouverture du robinet de prise d'eau 12, le brûleur 5 se met en marche au cas o il ne le serait déjà par suite d'un appel de chaleur par ledit ensemble de radiateurs. Ensuite, le distributeur 3-voies 6 ferme le tuyau a- limentant le réservoir d'eau de chauffage 8 et dégage le tuyau de départ 3, le distributeur 10 libérant en même temps l'alimentation de l'échangeur de chaleur 9 pour eau sanitaire et coupe le tuyau de départ 3, ce qui assure 1 ' alimentation du circuit primaire de l'échangeur de chaleur 9 avec de l'eau chaude. Le prélèvement d'eau terminé, le distributeur 3-voies est actionné pour couper l'alimentation de l'échangeur de chaleur 9 et libérer l'écoulement dans le tuyau de dé- part Le contenu du réservoir d'eau de chauffage est main- tenu à une température de consigne par le thermostat 14, tant qu'il n'y a pas prélèvement d'eau sanitaire A cet effet, à l'aide d'une régulation appropriée, le distribu- teur 6 assure l'alimentation du réservoir 8, et le brû- leur est mis en marche A la température de consigne, le brûleur est arrêté, et le distributeur commute pour libé- 7 - rer l'écoulement vers l'ensemble de radiateurs 5 Le chauf- fage du réservoir d'eau de chauffage peut aussi être as- suré par une source de chaleur de préférence électrique, indépendamment du brûleur 2. La circulation de l'eau de chauffage est assurée par la pompe 15 prévue sur le tuyau de retour, entre le rac- cord de l'échangeur de chaleur pour eau sanitaire et l'é- changeur de chaleur 1. Dans l'exemple de réalisation suivant la fig 1, le dispositif régulateur 20 est constitué par les deux dis- tributeurs 3-voies 6 et 10 installés entre les conduites 3 et a, cette dernière se terminant à l'ensemble de radia- teurs 5 Les troisièmes raccords de ces deux distributeurs 6, 10 sont reliés respectivement par la conduite b à l'en- trée du réservoir d'eau de chauffage 8, et par la condui- te c à la sortie dudit réservoir, ce raccord étant de plus relié par la conduite d à l'entrée de l'échangeur de cha- leur 9 pour eau sanitaire. L'exemple de réalisation suivant la fig 2 diffère de celui suivant la fig 1 seulement par ce que le dispo- sitif régulateur 20 est constitué par un distributeur à tiroir rotatif 21 et son organe moteur 22 Ce distributeur à tiroir rotatif 21 présente cinq raccords o sont bran- chées, dans le sens des aiguilles d'une montre, les con- duites 3, b, d, c et a, reliées comme sur l'exemple de ré- alisation suivant la fig 1, aux différents composants de l'installation, à savoir échangeur de chaleur 1, réservoir d'eau de chauffage 8, échangeur de chaleur 9 pour eau sa- nitaire et ensemble de radiateurs 5. Le distributeur à tiroir rotatif 21 comporte un mo- bile 23 avec une section essentiellement triangulaire Une rampe 24 suit à peu près la diagonale du corps 25 du dis- tributeur 21, une deuxième rampe 26 délimitant un espace qui groupe deux raccords disposés sous un angle de 900 1 ' un par rapport à l'autre. Il est ainsi possible de faire alimenter, suivant la -8- fig 3, seulement l'ensemble de radiateurs 5 par l'échan- geur de chaleur 1, les autres raccords étant interdits, et les composants respectifs non alimentés. La fig 4 montre une position intermédiaire, l'ensem- ble de radiateurs 5 n'étant plus alimenté et le réservoir d'eau de chauffage 8 n'étant pas encore alimenté. Dans la fig 5, le distributeur 21 occupe une posi- tion de sorte à faire circuler l'eau chaude depuis l'échan- geur de chaleur 1 à travers le réservoir d'eau de chauf- fage 8 jusqu'à l'échangeur de chaleur 9 pour eau sanitai- re, c'est-à-dire une position o il y a seulement prépa- ration d'eau sanitaire, cette position correspondant au début du prélèvement d'eau chaude. La fig 6 présente la position du distributeur 21 qui correspond au prélèvement d'eau chaude après une phase de démarrage, l'eau chaude s'écoulant depuis l'échangeur de chaleur 1 directement vers l'échangeur de chaleur 9 pour eau sanitaire, et l'eau chaude dans le réservoir 8 restant dans ce dernier. 9 - R E V E N D I C A T I O N S 1 Installation de chauffage pour la préparation d'eau de chauffage et d'eau sanitaire, dans laquelle un é- changeur de chaleur chauffé par une source de cha- leur, peut être relié au choix par un dispositif ré- gulateur comprenant un distributeur 3-voies, à des radiateurs de chauffage ou un échangeur de chaleur pour eau sanitaire, monté en parallèle avec les ra- diateurs, et dont le circuit secondaire est relié à un robinet de prise d'eau sanitaire, caractérisée par le fait qu'il est prévu un réservoir d'eau de chauf- fage ( 8) maintenu à une température relativement éle- vée par l'action d'un thermostat, et relié, par l'in- termédiaire d'un distributeur 3-voies ( 6) disposé en- tre l'échangeur de chaleur ( 1) chauffé par la source de chaleur et le distributeur 3-voies ( 10) assurant l'alimentation de l'échangeur de chaleur ( 9) pour 1 ' eau sanitaire, à l'échangeur de chaleur ( 1), et dont la sortie est reliée à l'entrée de l'échangeur de chaleur ( 9) pour l'eau sanitaire, un dispositif de commande ( 13) asservi par le robinet de prise d'eau ( 12) étant relié aux organes moteurs, soit notamment des organes électro-magnétiques, des distributeurs 3-voies ( 6, 10). - 2 Installation de chauffage d'eau suivant la revendi- cation 1, caractérisée par le fait qu'au début de la prise d'eau le dispositif de commande ( 13) actionne le distributeur 3-voies ( 6) assurant l'alimentation du réservoir d'eau de chauffage ( 8) pour établir une liaison entre ledit réservoir et le tuyau de départ ( 3) venant de l'échangeur de chaleur ( 1) et de le re- lier au circuit de chauffage jusqu'à ce qu'un volu- me d'eau correspondant à celui de l'échangeur de cha- leur ( 1) plus celui des conduites allant au et venant du réservoir d'eau de chauffage ( 8), soit canalisé dans ledit réservoir ( 8), puis que ledit distributeur 3-voies ( 6) assure la coupure de l'alimentation du- dit réservoir et qu'en même temps le distributeur 3- voies ( 10) agissant sur l'alimentation de l'échangeur de chaleur ( 9) pour eau sanitaire en assure l'ouver- ture jusqu'à la fin de la prise d'eau. 3 Installation de chauffage d'eau suivant la revendi- cation 1, caractérisée par le fait que les distribu- teurs 3-voies ( 6, 10) sont disposés en série sur une conduite reliant l'échangeur de chaleur ( 1) aux ra- diateurs de chauffage ( 5), le troisième raccord du premier distributeur 3-voies ( 10) étant relié de fa- çon connue à l'échangeur de chaleur ( 9) pour eau sa- nitaire, et le troisième raccord du deuxième distri- buteur 3-voies ( 6) disposé entre le premier distri- buteur ( 10) et l'échangeur de chaleur ( 1), étant re- lié à l'entrée du réservoir d'eau de chauffage ( 8) dont la sortie est reliée à l'entrée de l'échangeur de chaleur ( 9) pour eau sanitaire. 4 Installation de chauffage d'eau suivant la revendi- cation 1 ou 3, caractérisée par le fait que le vo- lume du réservoir d'eau de chauffage ( 8) correspond au moins au volume de l'échangeur de chaleur plus ce- il - lui des conduites d'arrivée et de sortie branchées sur ledit réservoir. Installation de chauffage d'eau suivant l'une des re- vendications 1 à 5, caractérisée par le fait que le réservoir d'eau de chauffage ( 8) est muni d'une effi- cace couche isolante ( 9) et, le cas échéant, d'un dis- positif de chauffage supplémentaire dont la puissan- ce suffit au fond seulement à compenser les pertes de chaleur de l'eau emmagasinée dans le réservoir. 6 Installation de chauffage d'eau suivant la revendi- cation 3, caractérisée par le fait que le disposi- tif régulateur ( 20) est un distributeur à tiroir ro- tatif ( 21), relié à l'échangeur de chaleur ( 1), aux radiateurs de chauffage ( 5), à l'échangeur de chaleur ( 9) pour eau sanitaire et à l'entrée et à la sortie du réservoir d'eau de chauffage ( 8), et comportant un mobile ( 23) à section essentiellement triangulaire. 7 Distributeur à tiroir rotatif pour une installation de chauffage d'eau, suivant l'une des revendications 3 à 6, comprenant un corps essentiellement cylindrique et un mobile tournant dans ledit corps, caractérisé par le fait que le corps ( 25) du distributeur est muni de quatre raccords répartis uniformément à une dis- tance d'à peu près 900 l'un de l'autre sur le pour- tour, et d'un autre raccord prévu entre deux de ces raccords, -et que le mobile ( 23) présente une rampe ( 24) s'étendant à peu près entre les raccords du dis- tributeur ( 21), opposés diamétralement l'un à l'au- tre, et une autre rampe ( 26) délimitant un espace qui groupe deux raccords distants de 900 l'un de l'autre, le mobile étant muni de faces d'étanchéité appliquées contre la paroi intérieure du corps ( 25) du distri- 12 - buteur à tiroir rotatif ( 21).