Brevet FR2820206A1 — publié le 20020802

Procédé de détection de l'entartrage de la cuve d'un chauffe-eau. Les chauffe-eau électriques constituent à l'heure actuelle le moyen de production d'eau chaude sanitaire le plus répandu dans les pays développés. La stabilité de la température de l'eau distribuée, la large gamme de débits autorisée et la fiabilité de fonctionnement en sont les principales qualités. Toutefois, l'entartrage est la source de nombreux inconvénients, notamment en France, où les eaux ont souvent une dureté importante (TH > 25'F), le problème concernant 78 % de la population du territoire. Dans les chauffe-eau, la précipitation du carbonate de calcium se traduit par la formation de dépôts sédimentés de tartre à la partie inférieure de la cuve, jusqu'à occuper une partie importante de son volume, de même que par la formation de dépôts sur la résistance chauffante, ce qui diminue ses échanges thermiques avec l'eau. La couche de tartre diminue ainsi le volume utile d'eau dans la cuve et noie la résistance de chauffe et le thermostat dans une suspension pulvérulente, outre qu'elle peut constituer aussi un foyer de développement bactérien, en particulier pour les "légionelles" (legionella pneumophila), qui posent depuis quelques années un grave problème de santé publique dans les hôtels, hôpitaux et grands ensembles immobiliers. Le but de la présente invention est de proposer un moyen de remédier à ces inconvénients en permettant de contrôler l'évolution de la couche de tartre dans de tels chauffe-eau ou appareils analogues dans lesquels cette couche est susceptible de se former, à terme de façon préjudiciable au bon fonctionnement de cet appareil. A cet effet, la présente invention concerne un procédé de détection de l'entartrage de la cuve d'un chauffe-eau ou analogue, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer une mesure de la conductivité électrique de l'eau à un certain niveau de la cuve, et à émettre au moins un signal d'alarme quand cette conductivité passe sous un seuil prédéterminé. On peut de la sorte détecter la présence d'un dépôt de tartre sédimenté de quelques centimètres d'épaisseur au fond de la cuve d'un chauffe-eau. On a en effet constaté que la conductivité de l'eau diminue lorsque l'entartrage augmente. En comparant par étalonnage la conductivité mesurée dans une eau entartrée à celle d'une eau limpide, on peut mettre en évidence et mesurer l'augmentation de l'épaisseur de la couche de tartre, puis déclencher une alarme sonore et/ou visuelle pour avertir l'utilisateur. Un procédé conforme à l'invention peut encore être caractérisé par une extinction de l'alarme à hystérésis, l'alarme n'étant stoppée que lorsque la conductivité électrique mesurée repasse sensiblement au-dessus dudit seuil prédéterminé. De la sorte, on assure une commutation franche de l'alarme lorsque la valeur de la conductivité se rapproche de la valeur de seuil. Cette mesure se justifie du fait des fluctuations de la conductivité lors des expériences d'entartrage. A la figure 1 du dessin ci-annexé, on a représenté l'évolution de la résistance R (inverse de la conductivité) de l'eau d'une cuve de chauffe-eau en fonction de sa concentration C en carbonate de calcium (CaCO3) en suspension dans cette eau. On a constaté que la variation de conductivité est pratiquement linéaire dans la zone représentée sur le dessin, soit de 0 à 18 g. L-l, pour fléchir ensuite, jusqu'à 100 g. L-1 (zone non représentée). Il est à noter aussi que la conductivité (1/R) augmente avec la température T, aussi bien pour une eau limpide (courbe A) que pour une eau entartrée, par exemple à 10 g. L-1 de CaCa3 (courbe B), comme ceci a été représenté à la figure 2, où l'on voit en outre que l'écart entre les deux conductivités augmente également avec la température T. La conductivité augmente typiquement de 100 % entre 20 et 60oC. En cas de suspension très dense (533 g. L-1 de CaCO3) on a montré que la conductivité était divisée par 2 lorsque le détecteur était complètement immergé dans la couche de tartre. Un essai de détection d'entartrage a été réalisé sur une maquette de chauffe-eau en introduisant deux sondes dans la cuve. La première, placée près du fond, était destinée à être progressivement immergée dans la suspension de tartre tandis que la seconde était située en haut de cuve (eau limpide) pour fournir une valeur de référence. Les valeurs de conductivité des deux sondes ont été mesurées et comparées pendant plus d'un mois. Chaque jour, le volume d'eau de la cuve était renouvelé et le chauffe-eau placé en régime de marche forcée à 40oC. La figure 3 montre l'évolution des conductivités 1/R en haut et en bas de cuve, en fonction du temps t. Après 700 heures, le dépôt de tartre recouvre la sonde inférieure, ce qui se traduit par une chute de conductivité de plus de 50 %. La figure 4 montre l'évolution de la différence . . 1/R entre les conductivités mesurées dans la partie supérieure et inférieure respectivement, en fonction du temps t. Cet essai a donc validé les résultats préliminaires obtenus au cours de l'étude paramétrique et justifie l'intérêt du procédé de l'invention pour une détection d'entartrage. Il faut noter cependant que les mesures de conductivités présentées tiennent compte de l'écart de température entre le bas et le haut de la cuve (10oC environ). Il apparaît ainsi avantageux que le détecteur d'entartrage soit couplé à une sonde de température afin de pouvoir prendre en compte ce paramètre fondamental. A la figure 5 du dessin ci-annexé on a représenté schématiquement une installation expérimentale pour la mise en oeuvre d'un procédé conforme à l'invention. Sur cette figure on a référencé en 1 une cuve remplie d'eau, en 2 la suspension de tartre, en 3 un détecteur conductométrique (unique, donc plus économique) et en 4 le circuit électronique d'alarme. Ce circuit est adapté à déclencher une alarme lumineuse et une alarme sonore lorsque la conductivité au niveau de la sonde devient inférieure à une valeur de seuil prédéterminée ; cette conductivité peut aussi être lue sur un écran à cristaux liquides. Le boîtier d'alarme se raccorde à la sortie différentielle d'un conductomètre qui fournit une tension de sortie proportionnelle à la conductivité mesurée, par exemple ImV pour 1 S/cm. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection de l'entartrage de la cuve d'un chauffe-eau, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer une mesure de la conductivité électrique de l'eau à un certain niveau de la cuve, et à émettre au moins un signal d'alarme quand cette conductivité passe sous un seuil prédéterminé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit niveau se situe à proximité du fond de la cuve. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par une extinction de l'alarme à hystérésis, l'alarme n'étant stoppée que lorsque la conductivité électrique mesurée repasse sensiblement au-dessus dudit seuil prédéterminé.