Brevet FR2797033A1 — publié le 20010202

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LE MAINTIEN DE LA PRESSION D'UN LIQUIDE DANS UN CIRCUIT DE CHAUFFE L'invention concerne un procédé et un dispositif pour le maintien de la pression d'un liquide tel que l'eau, dans un circuit de chauffe, tel qu'un circuit d'eau surchauffée. ETAT DE LA TECHNIQUE Dans un circuit tel qu'un circuit d'eau surchauffée, on cherche à maintenir à peu près constante la pression du liquide. Ainsi, quand cette pression commence à baisser, on met en route une pompe qui, en introduisant de l'eau supplémentaire dans le circuit, fait remonter la pression dans ce dernier. Quand la pression commence à être trop importante, un déverseur s'ouvre et laisse s'échapper de l'eau, afin de faire diminuer la pression dans le circuit. L'échappement de l'eau se produit habituellement dans une bâche qui est à l'air libre. Or, l'eau surchauffée est de l'eau dont la température dépasse 110 C. Pour empêcher sa vaporisation, la pression dans le circuit excède donc la pression correspondant à celle de la vapeur saturée. Il s'ensuit que le relâchage de l'eau surchauffée dans la bâche à l'air libre entraîne généralement deux inconvénients. D'une part, l'eau à plus de 100 C se vaporise partiellement, provoquant l'apparition de buées et la perte d'eau. Et d'autre part, lorsque de l'eau à plus de 100 C est injectée dans la bâche, des bruits violents correspondant à l'implosion de bulles de vapeur se produisent. Jusqu'à présent, pour éviter ces inconvénients, on a utilisé une solution consistant à interposer un ballon appelé " tampon " entre le circuit d'eau surchauffée et la bâche à l'air libre. Le volume de ce ballon doit être suffisamment important pour que l'eau qui est déversée dans la bâche ne provienne jamais directement du circuit. En d'autres termes, c'est de l'eau contenue dans le ballon, c'est-à-dire de l'eau qui n'est pas chaude, qui est relâchée dans la bâche, et de ce fait, les inconvénients cités précédemment disparaissent. Cette solution comporte cependant ses inconvénients, qui sont l'encombrement du ballon et le côut de ce dernier qui est élevé et proportionnel à son volume. La Demanderesse a donc poursuivi des recherches en vue de remédier à ces inconvénients. EXPOSE SOMMAIRE DE L'INVENTION La Demanderesse est ainsi parvenue à mettre au point un procédé pour le maintien de la pression d'un liquide tel que l'eau, dans un circuit de chauffe, tel qu'un circuit d'eau surchauffée, dans lequel, lorsque la pression du liquide dans le circuit dépasse une valeur prédéterminée, du liquide est évacué après passage dans un réservoir situé entre le circuit et une bâche à l'air libre. Ce procédé se caractérise en qu'il comprend les opérations suivantes - on mesure la température du liquide se trouvant dans le réservoir, - lorsque la température du liquide dans le réservoir dépasse une valeur prédéterminée, on introduit une partie du liquide se trouvant dans le bâche à l'air libre dans le réservoir, en vue de refroidir le liquide se trouvant dans ce dernier. La Demanderesse a également conçu un dispositif permettant la mise en oeuvre de son procédé et se caractérisant en ce qu'il comprend - des moyens de mesure de la température du liquide se trouvant dans le réservoir, et - des moyens de réintroduction d'une partie du liquide se trouvant dans la bâche à l'air libre dans le réservoir, lorsque la température du liquide dans le réservoir dépasse une valeur prédéterminée. Un tel dispositif présente donc l'avantage de permettre d'utiliser un réservoir dont la capacité est divisée au moins par deux par rapport à un système classique. De plus, son fonctionnement ne comporte aucune mise à l'air libre d'eau à plus de 100 C, évitant ainsi l'implosion de bulles de vapeur et réduisant sensiblement la formation de buées. D'autres caractéristiques et avantages du procédé et du dispositif selon l'invention ressortiront à la lecture de la suite de la description à laquelle sont annexées, à titre uniquement illustratif, les figures 1 et 2. DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES La figure 1 représente schématiquement un circuit d'eau surchauffée comprenant le dispositif selon l'invention. La figure 2 représente plus en détail le dispositif selon l'invention EXPOSE DETAILLE DE L'INVENTION D'une manière générale, l'installation assure - le remplissage des chaudières, - une pressurisation suffisante pour que, en tout point du circuit, le fluide soit en phase liquide, compte tenu de la température de fonctionnement prévue, et - la limitation de la pression lors des phases de montée en température qui entraînent la dilatation du liquide. Le fonctionnement du circuit d'eau surchauffée comprenant le dispositif selon l'invention va maintenant être expliqué en se référant à la figure 1. Au moment où la chaufferie est mise en route, l'eau contenue dans les chaudières 1, les tuyauteries 2 du circuit et la bâche à l'air libre 3 est froide. Peu à peu, la température de l'eau dans le circuit augmente, provoquant la dilatation de l'eau et son déversement dans la bâche 3, après passage dans un réservoir tampon 4. Ainsi, l'eau qui se trouve dans la bâche 3 est d'abord froide, mais comme la bâche 3 reçoit progressivement de l'eau qui, en outre, est de plus en plus chaude, la température moyenne de l'eau contenue dans la bâche s'élève au fur et à mesure que la température de l'eau dans le circuit augmente. Cependant, la température de l'eau de la bâche augmente beaucoup moins vite que la température de l'eau du circuit car l'eau déversée dans la bâche se mélange avec l'eau, plus froide, déjà présente dans la bâche. La Demanderesse a calculé que la température moyenne de l'eau contenue dans la bâche reste, même après un temps de chauffe long, très sensiblement inférieure à 100 C. La figure 2 représente plus en détail le réservoir tampon 4 ainsi que la bâche à l'air libre 3. Lorsque la température de l'eau du ballon réservoir, mesurée par le thermomètre ou thermostat 5, dépasse une valeur prédéterminée, par exemple de 95 C, la pompe 6 est actionnée pour refouler de l'eau contenue dans la bâche 3 jusqu'à la tubulure de sortie 34 du réservoir 4 où elle se mélange, en la refroidissant, avec l'eau provenant du réservoir 4 et évite ainsi que l'eau déchargée par la tuyauterie 7 dans la bâche 3 ne soit trop chaude. La tuyauterie 7, qui libère l'eau en un point situé vers le sommet de la bâche 3, communique par l'intermédiaire d'une tuyauterie 29 avec le bas du réservoir 4. Le fonctionnement de la pompe 6 tend à augmenter la pression dans le circuit d'eau surchauffée, ce qui a pour effet d'ouvrir encore plus le déverseur 14. Ce dernier est un organe de réglage, qui, comme une soupape de sureté, s'ouvre quand la pression amont dépasse la valeur réglée. Ainsi, l'ouverture du déverseur 14 permet d'évacuer à la fois l'eau provenant de la dilatation du circuit d'eau surchauffée et l'eau de la bâche 3 utilisée pour le refroidissement. Le réservoir tampon 4 est équipé de divers accessoires, notamment, un robinet d'isolement 10, un manomètre 11, un pressostat de sécurité 12, un pressostat 13 pilotant la marche de la pompe 6 et un robinet de vidange 23. La bâche à l'air libre 3 est équipée d'accessoires tels qu'un robinet de vidange 24, un contrôleur de niveau 25 pour déclencher l'appoint d'eau, un contrôleur de niveau 26 pour arrêter la pompe 6 en cas de manque d'eau dans la bâche, un indicateur 27 de niveau d'eau, une électrovanne 9, un filtre 21 et un robinet d'isolement 19. Les tuyauteries 28 et 29 sont munies généralement de robinets d'isolement 15,16,17,18. La tuyauterie 29 est en outre pourvue d'un déverseur 14 protégé par un filtre à tamis 20. La tuyauterie 28 est équipée d'un clapet de non-retour 22 disposé en aval de la pompe 6. De même, en se reportant de nouveau à la figure 1, on voit que l'installation typique comprend, en général - une boucle primaire (circuit de chaufferie) comprenant les chaudières 1, les tuyauteries 2, les pompes 31 dites primaires et les soupapes 32, - le réseau comprenant sa pompe de circulation 30, - la bouteille casse pression 33 raccordant la boucle primaire et le réseau en séparant leurs comportements hydrauliques. Une caractéristique intéressante du dispositif selon l'invention est que la pompe 6 sert à la fois pour la réinjection, dans le circuit, de l'eau prélevée dans la bâche 3 et pour le maintien de la pression dans le circuit d'eau surchauffée. Ainsi, le dispositif selon l'invention peut être installé sur une installation existante sans qu'il soit nécessaire de rajouter une nouvelle pompe et sans entrainer des aménagements importants. Bien entendu, le procédé et le dispositif selon l'invention peuvent être utilisés avec des fluides autres que l'eau, tels que des fluides caloporteurs (par exemple, des huiles minérales) ou des métaux liquéfiés (par exemple, le sodium). REVENDICATIONS 1. Procédé pour le maintien de la pression d'un liquide dans un circuit de chauffe, dans lequel, lorsque la pression du liquide dans le circuit dépasse une valeur prédéterminée, du liquide est évacué après passage dans un réservoir (4) situé entre le circuit et une bâche à l'air libre (3), caractérisé en qu'il comprend les opérations suivantes - on mesure la température du liquide se trouvant dans le réservoir (4), - lorsque la température du liquide dans le réservoir (4) dépasse une valeur prédéterminée, on introduit une partie du liquide se trouvant dans le bâche à l'air libre (3) dans le réservoir (4), en vue de refroidir le liquide se trouvant dans ce dernier. 2. Dispositif pour le maintien de la pression d'un liquide dans un circuit de chauffe, dans lequel, lorsque la pression du liquide dans le circuit dépasse une valeur prédéterminée, du liquide est évacué après passage dans un réservoir (4) situé entre le circuit et une bâche à l'air libre (3), caractérisé en qu'il comprend - des moyens de mesure (5) de la température du liquide se trouvant dans le réservoir (3), et - des moyens de réintroduction (6,28) d'une partie du liquide se trouvant dans la bâche à l'air libre (3) dans le réservoir (4), lorsque la température du liquide dans le réservoir (4) dépasse une valeur prédéterminée. 3. Circuit de liquide surchauffé du type comportant au moins une pompe (30) de circulation de boucle de liquide surchauffé ainsi qu'au moins une chaudière (1) équipée d'une pompe (31) et d'au moins une soupape de cureté (32) et reliée à la tuyauterie (2), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif selon la revendication 2.