Brevet FR2673458A3 — publié le 19920904

FR 2673458 A3 19920904 FR 9200898 A 19920121 L'objet du présent oa 7 tifidat d'utilité consiste en un échangeur de chaleur, en particulier pour usage domestique, tel qu'un bouilleur, une chaudière ou similaire, du type disposé dans un circuit, par exemple hydraulique, pour le chauffage et comprenant une calandre dans laquelle se trouve de l'eau ou un autre fluide à chauffer. Un échangeur ou un bouilleur du type susmentionné contient habituellement une tuyauterie ayant les formes les plus diverses, telles que, par exemple, en serpentin, en U ou à plusieurs courbes, et dans laquelle circule le fluide chauffant, avantageusement de l'eau. Une telle tuyauterie placée dans le bouilleur est reliée en série à une tuyauterie d'entrée ou de refoulement et à une tuyauterie de sortie faisant partie du circuit hydraulique susmentionné En particulier, la tuyauterie d'entrée est reliée, en amont du bouilleur, à une pompe de recirculation habituelle, tandis que la tuyauterie de sortie (ou de refoulement) retourne à une installation de chauffage habituelle à laquelle est relié le circuit et à partir de laquelle le fluide chauffant circulant dans celle-ci, par exemple de l'eau, reçoit la chaleur. Deux tuyauteries habituelles d'introduction de fluide froid et une tuyauterie de refoulement de fluide chauffé (après l'échange avec la tuyauterie apportant de 251 'eau chaude à l'intérieur de l'échangeur) aux divers points d'utilisation sont en outre reliées au bouilleur. C'est pourquoi, comme on peut le constater, l'échange de chaleur entre deux fluides (par exemple eau/eau) s'effectue normalement à travers des surfaces qui peuvent être réalisées suivant diverses solutions (serpentins ou géométries de formies variées). L'utilisation des échangeurs du type connu comporte divers problèmes. Principalement, on a une diminution des prestations (efficacité de l'échange thermique) dans le temps, due -2- presque exclusivement à l'entartrage des surfaces d'échange. Un tel phénomène d'entartrage est favorisé par la dureté de l'eau circulant dans la tuyauterie placée dans le bouilleur et de l'eau présente dans ce dernier, et il est en outre accéléré par les températures auxquelles l'échangeur travaille. La dureté de l'eau susmentionnée, en outre, peut être modifiée par des installations de traitement connues en soi, qui entraînent toutefois des coûts non négligeables et ne sont pas d'un emploi facile dans les installations domestiques. En outre, il y a dans les échangeurs connus des problèmes de nettoyage des tuyauteries (liés également aux phénomènes d'entartrage susmentionnés) ayant des formes géométriques particulières. De plus, on connaît les problèmes de mise en place de plusieurs tuyauteries en série à l'intérieur d'un échangeur, problèmes qui impliquent également une augmentation des dimensions de cet échangeur et donc de ses coûts de fabrication. Le but de la présente invention est d'offrir un échangeur de chaleur, tel qu'un bouilleur ou similaire, du type cité précédemment, ayant des prestations ou une efficacité d'échange thermique constantes dans le temps. Un autre but est d'offrir un échangeur de chaleur dans lequel sont réduites les probabilités de formation de tartre. Un autre but est d'offrir un échangeur du type cité dans lequel, à capacité d'échange égale par rapport aux échangeurs connus, on ait une augmentation du débit d'eau chauffée circulant dans celui-ci. Un autre but est de réaliser un échangeur du type cité dans lequel l'eau chauffée provenant du circuit hydraulique soit maintenue à des températures inférieures par rapport à celles auxquelles se trouve l'eau chauffée dans les 3 - échangeurs de l'état de la technique, ceci permettant en outre l'utilisation de pompes de recirculation de cette eau, ayant des caractéristiques telles que l'on puisse facilement les trouver sur le marché. Ces buts et d'autres buts qui sembleront évidents à l'homme de métier sont atteints par un échangeur de chaleur du type susmentionné, caractérisé en ce qu'il comprend, à l'intérieur de celui-ci, au moins deux tuyauteries placées en parallèle entre elles et reliées à une seule tuyauterie d'entrée et à une seule tuyauterie de sortie du fluide chauffant du circuit hydraulique auquel est relié l'échangeur. Pour une meilleure compréhension de la présente invention, on a joint, à titre purement indicatif, mais non limitatif, le dessin suivant, dans lequel: la figure 1 représente schématiquement un circuit hydraulique relié à un échangeur suivant l'invention; et la figure 2 représente une vue en coupe transversale d'un échangeur suivant l'invention. En référence aux figures citées, un échangeur de chaleur 1 est représenté dans celles-ci, en particulier un bouilleur, relié à un circuit habituel ou une installation hydraulique 2 Cette dernière comprend, d'une façon connue en soi, une sonde thermostat 3, un distributeur à trois voies 4, un carneau d'évacuation des fumées 5 placé en face d'un brûleur 6; à proximité de ce dernier, se trouve un échangeur de fumées 7 Dans ce dernier est disposé un serpentin 8 relié à une tuyauterie 9 aboutissant au distributeur 4 Le serpentin 8 est relié à une tuyauterie 10 aboutissant à une pompe de circulation 11 reliée à un distributeur 12 connu en soi. Une tuyauterie de sortie 13 venant de l'échangeur aboutit à ce distributeur, tandis qu'une tuyauterie d'entrée 14 part du distributeur 4. Une tuyauterie 15, reliée à une tuyauterie 4 - d'admission 16 d'eau froide à l'intérieur d'une chambre 17 se trouvant dans l'échangeur ou le bouilleur 1 et délimitée par une structure ou calandre 18, est reliée au distributeur 12. Une tuyauterie de refoulement 19 apportant de l'eau chaude à au moins un point d'utilisation est également reliée à cette chambre. Une tuyauterie de vidange 20 est reliée au distributeur 4. Le brûleur 6 est relié à son tour à une tuyauterie habituelle 21 alimentant en gaz. La tuyauterie 19, dans la chambre 17, est entourée par deux serpentins 25 et 26 réalisés par des tuyauteries placées en parallèle et reliées à l'entrée 14 et à la sortie 13 Ces tuyauteries, dans l'exemple indiqué, sont au nombre de deux, mais peuvent être également plus nombreuses Les serpentins 25 et 26 peuvent être avantageusement d'un diamètre différent afin de compenser, de cette manière, leur longueur différente, de façon à permettre que les fluides circulant dans cette longueur (indiqués par les flèches F et G) aient la même vitesse. En outre, afin d'uniformiser le débit d'eau, à l'intérieur de l'une des tuyauteries définissant les serpentins susmentionnés, peut être placé un régulateur de débit 27 de type fixe ou éventuellement commandé d'une façon connue en soi par une unité de commande 28 placée à l'extérieur de la calandre 18 Cette unité de commande est reliée à des capteurs de débit connus en soi 30, placés dans les tuyauteries 25, 26 et agit sur le régulateur de débit en fonction des données relevées par ces capteurs. Avec un échangeur réalisé suivant l'invention, on augmente les surfaces d'échange thermique avec un fluide, par exemple de l'eau, se trouvant habituellement dans le bouilleur 1 De cette manière, il est possible de diminuer la température du fluide circulant dans les serpentins, tout en maintenant sans changement la capacité d'échange entre le - fluide dans la chambre 17 et celui circulant dans les serpentins. Par conséquent, on diminue les probabilités de formation de calcaire sur les surfaces d'échange thermique (en particulier, les serpentins 25, 26), même avec une égale dureté de l'eau circulant dans l'échangeur 1. En outre, grâce à la géométrie des tuyauteries en parallèle dans le bouilleur, il est possible d'augmenter le débit d'eau circulant dans celles-ci, et donc le rendement de l'installation 2. Enfin, grâce à la température réduite de l'eau circulant dans les tuyauteries d'entrée 14 et, par conséquent, de sortie 13, il est possible d'utiliser une pompe 11 de type habituel et n'ayant pas de caractéristiques particulières comme dans le cas d'installations agissant sur un fluide (eau) à des températures plus élevées. 6 - REVENDICATIONS 1) Échangeur de chaleur, en particulier pour usage domestique, tel qu'un bouilleur, une chaudière ou similaire, du type disposé dans un circuit, par exemple hydraulique, pour le chauffage et comprenant une calandre à l'intérieur duquel se trouve de l'eau ou un autre fluide à chauffer, une tuyauterie d'entrée de fluide chauffant et une tuyauterie d'admission de fluide à chauffer aboutissant à cet échangeur, duquel partent une tuyauterie de sortie du fluide chauffant et une tuyauterie de refoulement du fluide chauffé, échangeur caractérisé en ce qu'il comprend à l'intérieur de celui-ci au moins deux tuyauteries ( 25, 26) disposées en parallèle entre elles et reliées à l'unique tuyauterie d'entrée ( 14) et à l'unique tuyauterie de sortie du fluide chauffant du circuit hydraulique ( 2) auquel est relié l'échangeur. 2) Échangeur suivant revendication 1, caractérisé en ce que les tuyauteries en parallèle ( 25, 26) ont des sections transversales égales. 3) Échangeur suivant revendication 1, caractérisé en ce que les tuyauteries en parallèle ( 25, 26) ont des sections transversales différentes. 4) Échangeur de chaleur suivant revendication 1, caractérisé en ce que, à l'intérieur d'au moins une des tuyauteries en parallèle, est placé un régulateur de débit ( 27) connu en soi. ) Échangeur de chaleur suivant revendication 4, caractérisé en ce que le régulateur de débit ( 27) est relié à une unité de commande ( 28) placée à l'extérieur de l'échangeur ( 1), la dite unité étant avantageusement reliée à des capteurs de débit ( 30) connus en soi, placés dans les tuyauteries en parallèle ( 25, 26).