Brevet FR2800857A1 — publié le 20010511

L'invention se rapporte aux chaudières murales mixtes à gaz, c'est ' dire aux chaudières aptes à alimenter un circuit primaire chauffage, mais aussi un générateur secondaire d'eau chaude sanitaire et elle concerne plus précisément une chaudière dont les générateurs primaires et secondaires sont sépares ou séparables. Une chaudière murale mixte à gaz est constituée comme on sait, d'un générateur de chaleur primaire pour le chauffage comportant essentiellement un brûleur à gaz et ses mécanismes associés d'admission gaz, une chambre de combustion fermée un échangeur primaire, un système d'évacuation des produits de combustion, et une pompe de circulation d'eau. Le système d'évacuation est un boîtier coupe-tirage dans le cas d'une chaudière atmosphérique ou un extracteur de fumée dans le cas d'une chaudière étanche. La chaudière mixte comporte également un générateur secondaire pour la production d'eau chaude sanitaire, constitué d'un échangeur secondaire, par exemple un échangeur à plaques. Dans le circuit de ce générateur secondaire sont prévus une vanne trois voies, un capteur de débit de puisage sanitaire, éventuellement un réservoir pour la micro-accumulation eau chaude sanitaire et des capteurs appropriés de température et de débit. Tous ces constituants sont réunis dans un même appareil, aussi compact et léger que possible pour pouvoir être fixé au mur et intégré dans un local, généralement une cuisine ou un garage. Le fait de disposer d'un appareil unique pour assurer 'ensemble de ces fonctions, peut présenter dans ertaines installations, quelques inconvénients. Ainsi, si l'appareil doit être installé dans une cuisine, il peut être parfois trop encombrant pour s'intégrer dans ou à côté d'un des placards. Dans la mesure du possible on préfère donc éloigner la chaudière des pièces habitées, ne serait-ce que pour éviter d'une part les nuisances dues au bruit notamment lors de l'allumage du brûleur et du fonctionnement de la pompe de circulation et d'autre part tous les risques liés à la circulation de gaz et de produits de combustion dans une enceinte fermée ce que certaines personnes considèrent comme potent' lement dangereux et cherchent à éviter. Mais une chaudière installée exemple dans un garage ou une buanderie se trouve souvent loin des points de puisage (cuisine, le de bains...), qui génère un temps d'attente pour obtenir de l'eau chaude, et une consommation d'eau et d'énergie accrues. invention permet donc de s'affranchir des boucles de circulation d'eau chaude sanitaire qui sont onéreuses à installer et sont des sources de pertes en énergie électrique et thermique, et tout en offrant le même service que les chaudières murales classiques, sans temps d'attente divers points de puisage. L'invention repose sur le principe de la séparation possible et modulable des générateurs primaires et secondaires selon la technique dite "split system". Cette technique consiste essentiellement à réaliser au moins deux unités pour chacun de ces deux générateurs, ces unités étant juxtaposées, séparables et/ou séparées. Un objet principal de la présente invention consiste donc en une chaudière murale mixte à gaz comportant un générateur de chaleur primaire pour le chauffage avec un brûleur à gaz, une chambre de combustion fermée un échangeur primaire, un système d'évacuation des produits de combustion et une pompe de circulation d'eau dans circuit de chauffage de l'appareil, et comportant également un générateur secondaire pour la production d' chaude sanitaire, constituée d'un échangeur secondaire avec une vanne trois voies prévue dans le circuit dudit générateur chaudière selon laquelle le générateur primaire, avec l'échangeur primaire, le brûleur à gaz et ses mécanismes associés, ainsi que la pompe de circulation, forme un premier module qui est séparable et/ou séparé d'au moins un second module renfermant un générateur secondaire pour la production d'eau chaude sanitaire, qui comprend essentiellement un échangeur secondaire installé sur un circuit court relié au circuit de chauffage du générateur primaire. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le générateur primaire est associé à deux générateurs d'eau chaude sanitaire, à savoir un générateur secondaire avec un échangeur secondaire, et un générateur tertiaire avec un échangeur tertiaire, les deux générateurs formant deux modules mutuellement séparés 1 un de l'autre, le circuit court du générateur tertiaire étant relié d'un côte au circuit de chauffage du générateur primaire, et de l'autre au circuit court du générateur secondaire. D'autres caractéristiques particulières et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'exemples de réalisation dans lesquels il est fait référence aux dessins annexés qui représentent Figure 1, une vue schématique montage d'une chaudière mixte avec un module secondaire générateur d'eau chaude sanitaire. Figure 2, une vue générale d'une cuisine incorporant en deux points séparés le générateur primaire et le générateur secondaire. Figure 3, une vue générale 'une variante d'installation dans laquelle le générateur primaire est à l'extérieur de la cuisine et dans laquel le générateur secondaire dessert plusieurs points de puisage. Figure 4, une vue schématique montage d'une chaudière mixte avec un module secondaire et un module tertiaire, générateurs d'eau chaude sanitaire. Figure 5, une vue générale analogue à la figure 3, montrant également un module tertiaire extérieur à la cuisine. Figure 6, une vue générale 'une variante d'installation en gaine technique sur des paliers de logements. On a représenté à la figure 1 une chaudière mixte di "simple split" constituée d'un premier module générateur chaleur primaire désigné dans son ensemble par la référence 1 et d'un second module générateur secondaire d'eau chaude sanitaire désigné dans son ensemble par référence 2. générateur primaire 1 comporte essentiellement un brûleur ' gaz 10 et son mécanisme 11 d'admission gaz, chambre de combustion 12 fermée par un échangeur primaire 13, et une hotte 14 d'évacuation des produits de combustion. Dans le conduit de retour d'eau chaude 15 dans lequel circule l' admise à l'échangeur est intercalée une pompe de circulation 16 et du côté départ de l'eau chaude par le conduit 18 dans le sens de la flèche est placé un capteur de température 17, les conduits (15, 18) formant le circuit de chauffage du générateur primaire. Dans le générateur secondaire 2, un échangeur secondaire 20 est installé sur un circuit court 21 raccordé d'un côté au circuit de retour d'eau chaude 15 et d'un autre côté au conduit 18 de départ d'eau chaude par l'intermédiaire d'une vanne trois voies 22 qui distribue l'eau chaude également vers le circuit 27 de départ chauffage. L'eau froide sanitaire est admise à l'échangeur 20 par un conduit 23 équipé d'un capteur de débit 24 et l'eau chaude sanitaire quitte l'échangeur vers le point puisage par un conduit 25 équipé d'un capteur de température 26. Quand l'appareil fonctionne en chauffage la vanne trois voies 22 oriente l'eau chaude de vers le circuit 27. l'arrêt de la demande chauffage, elle se repositionne sur le circuit court 21 en priorité sanitaire. Lorsque le capteur 24 détecte un puisage, l'allumage du brûleur 10 intervient pour assurer le chauffage de l'eau par l'échangeur 13 et sa circulation rapide dans le circuit court 21 pour le chauffage de l'eau sanitaire dans l'échangeur secondaire 20. La régulation de température se fait par l'intermédiaire du capteur 26. La chaudière murale est ainsi constituée des générateurs primaire 1 et secondaire 2 qui sont séparables et peuvent être installés dans deux endroits ou locaux géographiquement différents, de l'habitation. Ainsi, comme l'illustre la figure 2, on peut intégrer le générateur primaire 1 dans les éléments hauts 19 d'un meuble de cuisine standard. Par contre le générateur secondaire 2 est placé en partie basse, par exemple sous l'évier 28 de la cuisine, pour ne pas perturber l'esthétique de la cuisine intégrée. Quand une chaudière est installée dans un garage, elle souvent loin des points de puisage situés dans la cuisine et les salles de bains. En installant le générateur primaire 1 par exemple dans un garage comme le montre la figure , et le générateur secondaire 2 sous l'évier 28 de la isine, comme dans le cas précédent, on réduit considérablement le temps d'arrivée de l'eau chaude au point de puisage de l'évier ainsi qu'à un point de puisage voisin tel 'une douche 29, et on réalise ainsi de substantielles économies d'eau et d'énergie. On évite ainsi également que le bruit de l'appareil, provoqué essentiellement le générateur primaire 1, soit émis dans l'habitation. On peut aussi installer le générateur primaire à l'extérieur de l'habitation, par exemple sur un balcon ou dans une buanderie et le générateur secondaire se trouve, lui, à l'intérieur et est protégé du gel. La le précaut' à prendre pour le générateur primaire est d'ajouter un produit antigel dans le circuit de chauffage. Une autre variante de réalisation consiste à utili plusieurs générateurs secondaires de production d'eau chaude sanitaire, associés à un générateur primaire unique. La figure 4 illustre schématiquement le montage d'une chaudière de ce type dite "multi-split". On y voit les deux modules 1 et 2 dans lesquels les meures éléments portent les mêmes références. Un autre générateur tertiaire désigné dans son ensemble la référence 3 est indépendant du générateur 2. I1 comporte un échangeur sanitaire tertiaire 30 installé sur un ircuit court 31 raccordé d'un côté au circuit de retour d'eau chaude 15 générateur primaire 1, et d'un autre côté au circuit court 21 du générateur secondaire 2 par l'intermédiaire d'une autre vanne trois voies 32 qui se trouve sur circuit court 21, en série avec la vanne 22. La vanne trois voies 32 est donc entre cette dernière et l'échangeur secondaire 20. Elle est conçue pour pouvoir occuper une position intermédiaire qui permet d'alimenter à la fois le circuit court 31 et l'échangeur 20. Avantageusement un moteur pas à pas 41 est prévu pour la manoeuvre de la vanne trois voies 32. L'eau froide sanitaire est admise à l'échangeur 30 par un conduit 33 équipé d'un capteur de débit 34 et l'eau chaude sanitaire quitte l'échangeur par un conduit 35 vers un réservoir 37 à micro- accumulation équipé d'un capteur de température 36. Le réservoir 37 est maintenu à température par une résistance électrique 38 pour compenser les déperditions thermiques, en liaison avec un interrupteur à bilame 39. Lorsqu'on effectue un puisage à l'aide du seul générateur tertiaire 3, la vanne trois voies 22 s'ouvre vers le circuit court 21, par contre la vanne trois voies 32 se ferme vers l'échangeur secondaire 20 mais s'ouvre vers le circuit court 31 de telle sorte que l'eau de chauffage émise par l'échangeur 13 chauffe directement générateur tertiaire . La régulation de température se fait par l'intermédiaire du capteur 17 placé sur le circuit primaire. La production d'eau chaude par l'échangeur sanitaire tertiaire se fait à consigne de température fixe, par exemple 55 C. Pour abaisser cette température à la valeur que l'utilisateur désire pour son confort douche ou de bain, par exemple 40 C, une vanne thermostatique 40 en sortie du réservoir 37 mélange l'eau chaude produite à 55 C, à 'eau froide du réseau. Le réservoir 37 à microaccumulation, placé en série entre la sortie de l'échangeur 30 et l'entrée d'eau chaude dans la vanne thermostatique 40 permet de fournir immédiatement de l'eau chaude au point de puisage et de compenser ainsi le temps de montée température de l'échangeur primaire et de l'échangeur tertiaire situés à une certaine distance l'un de l'autre. L'interrupteur à bilame 39 lié au réservoir et ajusté par exemple à 55 C, coupe l'alimentation électrique lorsque la température détectée par le capteur 17 atteint 55 C, et la restaure lorsqu'elle descend à 50 C par exemple. On note que ce générateur tertiaire 3 fonctionne sans liaison électrique avec le générateur primaire 1, qui évite l'installation fastidieuse d'une ligne électrique entre deux modules situés à une certaine distance l'un de l'autre. I1 est également possible d'assurer des puisages simultanes au générateur secondaire 2 et au générateur tertiaire 3. Dans ce cas, de toute façon, la vanne est ouverte direction du circuit court 21. De son côté la vanne trois voies 32 va se placer en position médiane pour laquelle l'eau de chauffage est distribuée à la fois vers le circuit court 31 de l'échangeur tertiaire 30 et vers l'échangeur secondaire 20. Un moteur pas à pas 41 pour la manoeuvre de cette vanne trois voies 32, permet un ajustement fin du débit d'eau dans les deux échangeurs sanitaires afin de régler les températures aux consignes appropriées, d'après les capteurs 17 et 26. La figure 5 est une illustration 'une installation de type "multi-split" à deux générateurs sanitaires. Dans le cas présenté, de façon similaire au montage de la figure 3, le générateur primaire est localisé dans un garage et le générateur secondaire 2 sous l'évier 28 de la cuisine, pour desservir également une douche 29. Un générateur tertiaire 3, raccordé aux générateurs 1 et 2 selon le schéma de la figure 3, est placé sous un lavabo 42, donc en un point encore un peu plus éloigné du générateur primaire. Avantageusement, on associe par conséquent à ce générateur tertiaire 3 un réservoir 37 à micro- accumulation pour compenser le temps de montée en température du générateur primaire. On s'est ainsi affranchi des boucles de circulation d'eau chaude, onéreuses à installer et qui sont sources de pertes en énergie électrique et thermique, tout en limitant temps d'attente aux divers points de puisage. Un dernier exemple d'applicat' du système "multi-split" est illustré à la figure 6. I1 montre l'installation de plusieurs générateurs primaires 1 dans un immeuble collectif. Les générateurs sont dans une gaine technique sur les paliers de l'immeuble, au voisinage de chaque logement équipé d'au moins un générateur secondaire 2 installé dans les mêmes conditions que précédemment. Une telle installation autorise l'intervention des services apres-vente sans besoin de rendez-vous avec l'occupant du logement puisque l'entretien de l'appareil n'intervient essentiellement que sur le brûleur et le bloc de combustion du générateur primaire situé dans la gaine technique. On réalise ainsi de substantielles économies dans le coût d'entretien des chaudières. Enfin un avantage nouveau est procuré par cet appareil du type "multi-split". Si un utilisateur a agrandi sa maison en ajoutant par exemple une salle d'eau supplémentaire, ou si le nombre de personnes occupant le logement a augmenté, il peut pour augmenter la puissance de la chaudière, changer le générateur primaire 1, et le remplacer par un plus puissant sans toucher aux générateurs secondaires et tertiaires existants. Ainsi, seule la moitié de chaudière est à remplacer ce qui est particulièrement économique. REVENDICATIONS 1.- Chaudière murale mixte à gaz comportant un générateur de chaleur primaire pour le chauffage, avec un brûleur â gaz, une chambre de combustion fermée par un échangeur primaire, un système d'évacuation des produits de combustion et une pompe de circulation d'eau dans le circuit de chauffage de l'appareil, et comportant également un générateur secondaire pour la production d'eau chaude sanitaire, constituée d'un échangeur secondaire avec une vanne trois voies prévue dans le circuit dudit générateur caractérisée en ce que le générateur primaire, avec l'échangeur primaire (13), le brûleur à gaz (10) et ses mécanismes associés, ainsi que la pompe de circulation (16), forme un premier module (1) qui est séparable et/ou séparé d'au moins un second module (2) renfermant générateur secondaire pour la production d'eau chaude sanitaire, qui comprend essentiellement un échangeur secondaire (20) installe sur un circuit court (21) relié circuit de chauffage (15, 18) du générateur primaire. 2.- Chaudière murale mixte à gaz selon la revendication 1 caractérisée en ce que le générateur primaire (1) est associé à deux générateurs d'eau chaude sanitaire, â savoir un générateur secondaire (2) avec un échangeur (20), et un échangeur tertiaire (3) avec un échangeur tertiaire (30) les deux générateurs formant deux modules mutuellement séparés l'un de l'autre, et en ce que le circuit court (31) du générateur tertiaire est relié d'un côté au circuit de chauffage du générateur primaire, et de l'autre circuit court (21) du générateur secondaire. 3.- Chaudière murale mixte à gaz selon la revendication 1, caractérisée en ce que le générateur primaire 1) et le générateur secondaire (2) sont installés dans deux lieux géographiquement différents, de l'habitation. 4.- Chaudière murale mixte à gaz selon la revendication 2, caractérisée en ce que le circuit court (31) du générateur tertiaire (3) est relié au circuit court (21) du générateur secondaire (2) par l'intermédiaire une vanne trois voies (32), en série avec la vanne trois voies (22), ledit circuit court (21). 5.- Chaudière murale mixte à gaz se la revendication 2, caractérisée en ce que le conduit (35 de départ 'eau chaude sanitaire de l'échangeur tertiaire (30) est raccordé à un réservoir (37) à microaccumulation équipé d'un capteur de température (36). 6.- Chaudière murale mixte à gaz selon la revendication 5, caractérisée en ce que le réservoir (3 ) à micro accumulation est maintenu à température par une résistance électrique (38). 7.- Chaudière murale mixte à gaz selon la revendi ion 5, caractérisée en ce que une vanne thermostatique (40) en sortie du réservoir (37), mélange l'eau chaude produite par le générateur tertiaire 3) à l'eau froide du réseau. 8.- Chaudière murale mixte à gaz sel la revendication 4, caractérisée en ce que un moteur pas à pas (41) manoeuvre la vanne trois voies (32) pour un ajustement fin du débit d'eau dans les deux échangeurs sanitaires (20, 30). 9.- Chaudière murale mixte à gaz selon la revendication 2, caractérisée en ce que le générateur secondaire (2) et le générateur tertiaire (3) sont installés dans des lieux géographiquement différents de celui où se trouve le générateur primaire (1).