Brevet FR2744202A1 — publié le 19970801

La présente invention concerne un ensemble accumulateur d'eau en couches dans la partie la plus basse duquel débouche un tuyau d'alimentation en eau froide et de laquelle part un tuyau d'eau froide, et dans la partie la plus haute débouche un tuyau d'alimentation en eau chaude et de laquelle part un tuyau d'eau sanitaire, ensemble dans lequel sont prévues des sondes thermométriques. De tels ensembles comprennent un seul accumulateur, de section circulaire dans la plupart des cas, ce qui a cependant pour inconvénient un grand diamètre qui soulève dans beaucoup de cas de grands problèmes par manque de place. La présente invention a pour but d'éviter cet inconvénient en proposant un ensemble accumulateur d'eau en couches du genre précité, qui peut être facilement installé même sur peu de place. Ce but est atteint avec un ensemble accumulateur du genre précité o sont prévus au moins deux accumulateurs dont l'un est muni du tuyau d'alimentation en eau chaude et du tuyau d'eau sanitaire, ledit accumulateur étant relié par un tuyau20 partant de sa partie la plus basse, à la partie la plus haute du deuxième accumulateur dans la partie la plus basse duquel débouche le tuyau d'alimentation en eau froide et de laquelle part le tuyau d'eau froide. Cette conception présente l'avantage que le même volume d'accumulateur exige sensiblement moins de place en profondeur quand il est réalisé avec l'ensemble suivant l'invention qu'avec un ensemble suivant l'état actuel de la technique. 2 2744202 C'est ainsi que, à hauteur égale, le diamètre de chacun des deux accumulateurs peut être ramené à env. 7/10 de celui d'un seul accumulateur d'un volume correspondant sensiblement à celui des deux accumulateurs. Un ensemble d'accumulateurs 5 suivant l'invention peut donc être plus facilement installé dans de petits locaux ou sur un emplacement restreint. En tout cas, un ensemble suivant l'invention occupe beaucoup moins de place en profondeur dans un local qu'un ensemble de type connu avec un seul accumulateur de même volume.10 Du fait que les deux accumulateurs sont disposés l'un à côté de l'autre, ce qui permet d'installer dans les espaces entre des accumulateurs cylindriques des appareillages divers, l'ensemble profite d'une grande compacité. Du fait que des sondes thermométriques sont prévues dans les parties les plus basses des deux accumulateurs, les températures essentielles pour la marche de l'ensemble peuvent sans difficultés être surveillées, une sonde thermométrique aui contrôle la température de l'eau chaude d'alimentation étant utilement installée dans le tuyau d'alimentation respectif. Du fait que le tuyau d'alimentation en eau chaude est doté d'un tube injecteur essentiellement horizontal avec au moins une buse dont l'axe est orienté en principe tangentiellement à la paroi de l'accumulateur, il est garanti25 que les tourbillons formés par l'eau sortant en conséquence tangentiellement touchent la paroi de l'accumulateur d'o un frottement qui les ralentit, ce qui empêche largement le mélange de différentes couches d'eau. Du fait que le tube injecteur s'étend de part et d'autre du tuyau d'alimentation en eau chaude disposé au centre, et comporte deux buses d'o l'eau sort dans le même sens, il y a écoulement très uniforme de l'eau avec de petits tourbillons seulement qui se dissipent rapidement. Il n'y a donc pratiquement pas de mélange de l'eau chaude et de l'eau moins35 chaude. Pour un ensemble d'accumulateurs suivant l'invention, il est supposé qu'il est alimenté en eau chaude de l'extérieur, l'eau étant chauffée par un chauffe-eau avec brûleur, installé dans la plupart des cas à une certaine distance de l'ensemble, ce qui exige une importante tuyauterie et demande bien de place. Pour éviter cet inconvénient et pour permettre une construction particulièrement compacte, il est avantageux de prévoir que les deux accumulateurs sont placés dans un cadre fixé à un mur et qui s'étend aussi du côté des accumulateurs ne regardant pas le mur et porte une chambre de combustion et un carter. Grâce à ces caractéristiques, la construction est très compacte avec de très courtes tuyauteries. De plus, il en résulte l'avantage que, grâce au cadre précité, les accumulateurs sous pression ne sont pas sollicités par des forces extérieures et sont coupés acoustiquement du système d'appareils qui les entoure. Un autre avantage consiste en ce que la chambre de combustion est facilement accessible de l'avant, après enlèvement du carter. Du fait que le cadre est muni, au moins dans les parties essentiellement perpendiculaires vis-à-vis du mur, de parois continues qui servent en même temps de carter, il y a25 l'avantage qu'un minimum de pièces détachées suffit et qu'il ne faut pas de carter spécial pour le cadre. Du fait que le cadre renferme au moins un vase d'expansion disposé à côté des accumulateurs, on obtient un ensemble de construction très compacte profitant aussi de ce30 que la chambre de combustion s'étend seulement le long de la partie supérieure des accumulateurs, ce qui permet de disposer sous la chambre de combustion des appareillages tels que des groupes hydrauliques et une commande éventuellement électronique. a4 2744202 Ci-après, l'invention est décrite avec les figures du dessin à l'appui, qui montrent: Fig. 1, une vue schématique d'un ensemble d'accumulateurs suivant l'invention, Fig. 2a, une vue en plan schématique d'un ensemble d'accumulateurs suivant l'invention et Fig. 2b, pour comparer, une vue en plan schématique d'un accumulateur courant, Fig. 3, une vue en plan schématique du tuyau d'alimentation en eau chaude, Fig. 4, une vue de côté du tuyau d'alimentation en eau chaude, Fig. 5, une vue en plan d'un ensemble d'accumulateurs suivant l'invention, Fig. 6, une vue de face de l'ensemble d'accumulateurs suivant la fig. 5, Fig. 7, une vue d'en bas des deux accumulateurs et Fig. 8, une coupe des deux accumulateurs. Dans toutes les figures, les mêmes références concernent les mêmes détails. Un ensemble d'accumulateurs 1 suivant l'invention comprend deux ou plusieurs accumulateurs 2, 3 munis d'une paroi cylindrique 54 et reliés hydrauliquement entre eux, un tuyau d'alimentation en eau chaude 4 débouchant dans la partie25 la plus haute 5 de l'accumulateur 2, partie de laquelle part un tuyau d'eau sanitaire 6. Le tuyau 4 constitue un tuyau d'alimentation branché sur un échangeur de chaleur 7. Dans la partie la plus basse 8 de l'accumulateur 2 est prévue une sonde thermométrique 20 pour relever la température moyenne de l'ensemble. De plus, un tuyau 9 part de ladite partie 8 de l'accumulateur 2 pour déboucher dans la partie la plus haute 10 de l'accumulateur 3. Si d'autres accumulateurs suivent, la partie inférieure de l'accumulateur en amont est35 toujours reliée par un tel tuyau à la partie supérieure de l'accumulateur suivant. 2744202 De la partie la plus basse 11 de l'accumulateur 3 part un tuyau d'eau froide 12 combiné avec une pompe de circulation 13 reliée à un conduit de retour 14 qui se termine à l'échangeur de chaleur 7. Dans la partie la plus basse 11 de l'accuumulateur 3 débouche un tuyau d'alimentation en eau froide 15. De plus, dans la même partie 11 de l'accumulateur 3 est prévue une sonde thermométrique 16. Pour contrôler la température de l'eau chaude arrivant dans la partie la plus haute 5 de l'accumulateur 2, le tuyau d'alimentation en eau chaude 4 comporte une sonde thermométrique 17. Comme il ressort de la fig. 2a, les deux accumulateurs 2 et 3 et éventuellement suivants sont disposés cote à cote, les espaces libres 18 entre les deux accumulateurs 2, 3, délimités essentiellement par les contours extérieurs de ces deux accumulateurs et les tangentes aux deux accumulateurs 2, 3, sont disponibles pour des appareillages tels que l'échangeur de chaleur 7 ou un organe de commande ou de régulation. Comme il ressort d'une comparaison avec un ensemble accumulateur 19 courant, suivant fig.2b, lequel présente un volume pratiquement égal à celui des deux accumulateurs 2 et 3, la conception suivant l'invention permet de réduire sensiblement la profondeur grâce à la section des accumulateurs 2, 3 de l'ensemble 1 en comparaison avec un ensemble 19 suivant la fig. 2b. Pendant le chauffage de l'ensemble d'accumulateurs 1, de l'eau froide est prélevée par la pompe de circulation 13 dans la partie la plus basse 11 de l'accumulateur 3 et chauffée30 dans l'échangeur de chaleur 7 alimenté par un chauffe-eau, l'eau ainsi chauffée arrivant ensuite dans la partie la plus haute 5 de l'accumulateur 2. En même temps, le tuyau 9 canalise de l'eau depuis la partie la plus basse 8 de l'accumulateur 2 dans la partie la plus haute 10 de35 l'accumulateur 3. S'il y a prélèvement d'eau sanitaire par le tuyau 6, la partie la plus basse 11 de l'accumulateur 3 est alimenté en eau froide par le tuyau 15. L'ensemble d'accumulateurs 1 est rechargé par l'action d'un organe de commande au moment o la température dans la partie la plus basse 8 de l'accumulateur 2 descend au-dessous d'une valeur déterminée. La recharge est terminée dès que la température dans la partie la plus basse 11 de l'accumulateur 3 dépasse une valeur déterminée. Grâce au contrôle par la sonde thermométrique 17 de la température de l'eau chaude arrivant dans la partie la plus haute 5 de l'accumulateur 2, il est possible d'éviter la surchauffe de l'eau, la température pouvant être réglée par une variation de la vitesse de la pompe de circulationn 13. Comme il ressort des fig. 3 et 4, le tuyau d'alimentation en eau chaude 4 comporte un tube injecteur 51 essentiellement horizontal, les buses 52 se trouvant en face avant de coudes 53 du tube 51, d'o l'eau sort dans le même sens. Comme la fig. 4 le montre, le tuyau d'alimentation en eau chaude s'étend réellement d'en bas en haut. L'eau chaude sortant des buses 52 tangentiellement, les tourbillons formés en conséquence touchent la paroi de l'accumulateur 2, d'o un frottement qui les atténue rapidement, ce qui empêche largement le mélange de l'eau25 chaude et de l'eau moins chaude. La fig. 5 montre un ensemble d'accumulateurs suivant l'invention, qui comprend deux accumulateurs 21, 22 entourés d'une enveloppe isolante 23. Les deux accumulateurs 21, 22 et leur enveloppe 23 sont supportés par un cadre 24 fixé à un mur 25. Ce cadre a essentiellement une forme en U, les bouts libres des ailes 26 étant pliés vers l'intérieur. Ces bouts 27 servent à la fixation du cadre au mur 25. Les ailes 26 sont des parois continues qui servent en même temps de carter. 7 2744202 En face avant du dos 28 du cadre 24 est montée une chambre de combustion 29 y compris un carter 30 entourant ladite chambre 29. Le dos 28 du cadre 24 a une longueur dépassant l'étendue de l'enveloppe isolante 23, l'espace libre ainsi formé renfermant deux vases d'expansion 31, 32 destinés respectivement à un circuit d'eau de chauffage et à un circuit d'eau sanitaire, non représentés. Comme il résulte de la fig. 6, la chambre de combustion 29 est installée dans la partie supérieure du cadre 24, la place en dessous étant prévue pour une commande 33 qui comprend aussi des appareils hydrauliques. Comme la fig. 7 le montre, les deux accumulateurs 21, 22 sont reliés hydrauliquement entre eux, par en bas, par un tuyau 34, ce tube montant dans l'accumulateur 22 jusque dans sa partie la plus haute. De la partie la plus basse de l'accumulateur 22, l'eau froide est canalisée par un tuyau 35 vers un échangeur de chaleur disposé sous la chambre de combustion 29. Le tuyau 34 débouche dans la partie la plus basse de l'accumulateur 21 o il est couvert par une chicane 36. Dans l'accumulateur 21 débouche en outre un tuyau d'alimentation en eau chaude 37 par lequel l'eau chaude venant d'un échangeur de chaleur installé sous la chambre de combustion 29 arrive dans la partie la plus haute de l'accumulateur 21. Un tuyau d'eau chaude 38 descend de la partie la plus haute de l'accumulateur 21, et un tuyau d'alimentation en eau froide 39 débouche dans la partie la plus basse de l'accumulateur 22, sa bouche étant couverte par une chicane 43.30 Le tuyau d'alimentation en eau chaude 37 et le tuyau d'eau froide 35 sont munis de sondes thermométriques 40, 41 reliées à un organe de commande 33. De plus, une autre sonde thermométrique 42 est disposée dans la partie centrale de l'accumulateur 22 et reliée également à la commande 33.35 Pendant la marche de l'ensemble d'accumulateurs, en cas de prélèvement d'eau sanitaire, l'eau froide arrive par le tuyau 39 dans la partie la plus basse de l'accumulateur 22. 8 2744202 Si, en conséquence, la température de l'eau au niveau de la sonde thermométrique 42 descend sous une valeur déterminée, l'échangeur de chaleur sous la chambre de combustion 29 et une pompe d'eau sanitaire disposée dans la commande 33 sont mis en 5 marche pour envoyer de l'eau peu chaude à travers le tuyau 35 à l'échangeur de chaleur pour être chauffée. Ensuite, l'eau chaude arrive par le tuyau 37 dans la partie la plus haute de l'accumulateur 21. Au moment o la température de l'eau au niveau du tuyau 35 et par là de la sonde thermométrique 4110 atteint une valeur déterminée, la recharge de l'ensemble d'accumulateurs est terminée, et la pompe de circulation et l'échangeur de chaleur, arrêtés. _q 2744202 R E V E N D I CATIONS 1. Ensemble d'accumulateurs d'eau en couches dans la partie la plus basse (11) duquel débouche un tuyau d'alimentation en eau froide (15) et de laquelle part un tuyau d'eau froide (12), et dans la partie la plus haute (5) débouche un tuyau d'alimentation en eau chaude (4) et de laquelle part un tuyau d'eau sanitaire (6), ensemble dans lequel sont prévues des sondes thermométriques (16, ), caractérisés par le fait que sont prévus au moins deux accumulateurs (2, 3) dont l'un (2) est muni du tuyau d'alimentation en eau chaude (4) et du tuyau d'eau sanitaire (6), ledit accumulateur (2) étant relié par un tuyau (9) partant de sa partie la plus basse (8), à la partie la plus haute (10) du deuxième accumulateur (3) dans la partie la plus basse (11) duquel débouche le tuyau d'alimentation en eau froide (15) et de laquelle part le tuyau d'eau froide (12). 2. Ensemble d'accumulateurs d'eau en couches suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux accumulateurs (2, 3) sont disposés l'un à côté de l'autre, des appareillages divers étant installés dans les espaces libres (18) entre des accumulateurs (2, 3) cylindriques. 3. Ensemble d'accumulateurs d'eau en couches suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que des sondes thermométriques (16, 20) sont prévues dans les parties les plus basses (8, 11) des deux accumulateurs (2, 3). 4. Ensemble d'accumulateurs d'eau en couches suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le tuyau d'alimentation en eau chaude (4) est doté d'un tube injecteur (51) essentiellement horizontal avec au moins une buse (52) dont l'axe est orienté en principe tangentiellement à la paroi (54) de l'accumulateur. 5. Ensemble d'accumulateurs d'eau en couches suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le tube injecteur (51) s'étend de part et d'autre du tuyau d'alimentation en eau chaude (4) disposé au centre, et comporte deux buses (52) d'o l'eau sort dans le même sens. 6. Ensemble d'accumulateurs d'eau en couches suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux accumulateurs (21, 22) sont placés dans un cadre (24) fixé à un mur (25) et qui s'étend aussi du côté des accumulateurs (21, 22) ne regardant pas le mur (25), et porte une chambre de combustion (29) et un carter (30). 7. Ensemble d'accumulateurs d'eau en couches suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que le cadre (24) est muni, au moins dans les parties essentiellement perpendiculaires vis-à-vis du mur (25), de parois continues qui servent en même temps de carter. 8. Ensemble d'accumulateurs d'eau en couches suivant la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait que le cadre (24) renferme au moins un vase d'expansion (31, 32) disposé à côté des accumulateurs (21, 22). 9. Ensemble d'accumulateurs d'eau en couches suivant l'une des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que la chambre de combustion (29) s'étend seulement le long de la partie supérieure des accumulateurs (21, 22) et que sous la chambre de combustion (29) sont disposés des appareillages tels que des groupes hydrauliques et une commande éventuellement électronique (33).