Brevet FR2845465A1 — publié le 20040409

L'invention concerne un dispositif permettant de chauffer l'eau d'un réseau de distribution d'eau chaude sanitaire et l'eau d'une installation de chauffage central domestique, formant chaudière monobloc murale alimentée par une seule source d'énergie, l'électricité. L'invention relève du domaine technique de la production d'eau chaude domestique, traditionnellement produite soit par chauffe-eaux électriques, exclusivement, soit par chaudières au gaz simples ou mixtes, ces dernières y associant le réchauffage d'eau pour chauffage central. L'invention s'en distingue par l'usage d'une seule source d'énergie au lieu de deux. Le dispositif la constituant est un ensemble d'éléments complémentaires, liés et assemblés entre eux pour constituer un tout cohérent et indissociable fonctionnellement afin de produire, à partir d'un seul appareil et de la seule énergie électrique, les effets attendus, en fonction des réglages et des demandes d'utilisation, - de l'eau chaude à la température souhaitée, entre 35 et 650C, en quantité selon volume du réservoir, soit pour la chaudière murale de base environ litres, reconstituée en une heure environ, - le maintien ou la mise à température de l'eau de l'installation de chauffage central par radiateurs à eau chaude des locaux équipés, d'un volume de l'ordre 20 de 70 à 350m3, ceci en régime hiver qui peut être interrompu et rétabli à tout moment par l'utilisateur. Le dispositf est composé principalement d'un réservoir recevant deux réseaux hydrauliques indépendants liés thermiquement, celui de l'eau chaude sanitaire qu'il contient, et celui de réchauffage de l'eau pour chauffage central dont le 25 dispositif est immergé dans l'eau du réservoir. Il comporte: 1 - Le réservoir métallique, rigide, autostable avec fixations murales, traité anticorrosion, étanche, double parois enfermant l'isolation thermique, de dimensions extérieures adaptables au marché: pour le modèle de cuisine, compact, dit de base, de l'ordre de 40cm de t î largeur, 40cm de profondeur, 80cm de hauteur, de sections sensiblement rectangulaires, ou bien cylindrique de diamètre 40cm environ, pour le ballon, de diamètre 55cm environ et de hauteur 90 à 150cm environ selon capacités, 80 à 200 litres. Ce réservoir ménage une ouverture en partie basse, pour le compact de base, 25cm environ de côtés arrondis ou de diamètre, pour le ballon, 30cm environ de diamètre, destinée notamment au passage des organes techniques fonctionnels, alimentation, vidange, chauffage, échange, contrôle etc, et fermé hermétiquement ensuite par une platine technique de mêmes dimensions, formant également support de ces éléments. 2 - Pour le réseau d'eau chaude sanitaire, une résistance électrique protégée pour immersion et accessible sans vidanger la cuve, en base d'une puissance de 3KW environ, ou une autre source de chauffage équivalente, 15 asservie au thermostat et au dispositif de réglage de température de l'eau chaude, ainsi qu'à la résistance ou équivalent du réseau chauffage, un thermostat, un dispositif renforçant la protection de la cuve et des autres éléments immergés contre la corrosion, l'amenée et la sortie d'eau notamment. 3 - Pour le réseau chauffage, le dispositif d'échange et de production de chaleur est constitué de la portion du réseau traversant le réservoir constituée d'une canalisation cuivre, ou autre matériau approprié, depuis la base de la cuve pour retourner à celle-ci, - formée, après une partie rectiligne, en serpentin à base circulaire ou semi 25 rectangulaire, de dimensions extrêmes légèrement inférieures à celles de la trémie ouverte à la base du réservoir, d'une dizaine de spires ou plus selon hauteur de la cuve, retournant depuis la dernière boucle supérieure vers la base, - Sur ce retour, la canalisation est dilatée, par formage ou à défaut par soudage 30 d'un élément de section correspondante, s'évasant afin de former un volume approprié de plusieurs décilitres, une chambre de réchauffage direct. A sa base, la platine technique, sur laquelle l'extrémité de la canalisation est fixée rigidement et hermétiquement, par soudage ou autre mode approprié, ménage deux passages ouverts dans la platine: l'un situé sur le bord, pour le passage *i de l'eau chaude vers le réseau et sa pompe située à l'extérieur, l'autre quasiment centré sur la canalisation formant chambre pour l'installation de la production de chaleur instantanée électrique. La résistance, semblable et de puissance supérieure ou proche de celle du réseau d'eau chaude, voisine, asservie à cette dernière (priorité à celle dont l'écart de température à combler est le plus grand), ainsi qu'au thermostat et au dispositif de réglage manuel et d'ambiance. Le thermostat propre au réseau est situé en aval de la chambre, avant ou après la pompe. 4 - La platine technique, aux dimensions de l'ouverture en partie basse du 1i0 réservoir, rigide et traitée anticorrosion, assure: - les pénétrations dans le réservoir, leur étanchéité ainsi que sa propre étanchéité une fois fixée au réservoir pour le fermer hermétiquement, - le support mécanique aux équipements décrits ci-dessus, la résistance, le thermostat, le renfort de protection et, éventuellement l'arrivée et la sortie d'eau du réseau eau chaude, le dispositif serpentin-chambre de réchauffage, la résistance, la sortie d'eau du réseau chauffage, notamment. - Les autres éléments et accessoires nécessaires au fonctionnement et à la sécurité de l'appareil, notamment pour le réseau chauffage, la pompe électrique et le vase d'expansion, pour l'ensemble les organes hydrauliques, électriques et électroniques de régulation, de sécurité, de contrôle et de réglage, tous d'origine du domaine technique de l'invention. 6 - Le tableau de contrôle visuel, pressions et températures, et de commandes, mécaniques ou digitales, pour la mise en route générale, celle du chauffage, son réglage et celui de l'eau chaude notamment. Il peut être lié à un capotage supplémentaire, amovible, pour masquer visuellement les éléments techniques fixés en partie basse ou au-dessous du réservoir, et compléter l'esthétique de l'appareil. 7 - L'ensemble est conçu et assemblé conformément aux exigences techniques et réglementaires françaises et européennes, pour permettre et faciliter son fonctionnement et sa maintenance, notamment avec l'accessibilté des composants tels que les résistances et les organes de réglage, pour maintenir la compacité de l'appareil et sa compatibilité avec des intallations existantes. Le dispositif décrit ci-dessus constitue un ensemble nouveau. Ses composants sont pour une part de fabrication courante dans le domaine technique de l'invention, mais les éléments essentiels constituent des nouveautés: - la portion du réseau de chauffage incorporée au réservoir, décrite au paragraphe 3 ci-dessus, réalisée à partir d'un tube de cuivre ou d'un autre alliage approprié, de diamètre de l'ordre de 20mm, façonné à chaud sur mannequin métallique par exemple, tant pour les spires du serpentin que pour son élargissement en son retour. Au besoin ce dernier peut être constitué d'une autre pièce, par exemple d'une section de tube de diamètre plus important, formant chambre sur sa hauteur, après fermeture par soudage ou tout autre 10 procédé, et liaison étanche au serpentin. L'ensemble traité anti-corrosion, - la platine technique décrite au paragraphe 4 ci-dessus, avec ses dimensions et en rassemblant les traversées de l'enceinte du réservoir et servant de support à ses équipements. Elle est réalisée en acier, ou tout autre alliage assez rigide pouvant être moulé et compressé, pour apporter avec suffisamment de précision tous les percements, réservations et empreintes nécessaires à ses fonctions, et spécialement les fixations rigides, hermétiques et étanches, - la cuve et ses éléments de fixation décrite au paragraphe 1 est une nouveauté par les dimensions particulières du modèle compact notamment et 20 celles de l'ouverture destinée à recevoir la platine technique, éventuellement par l'adjonction du vase d'expansion. Elle se réalise selon les techniques éprouvées de la production industrielle des chauffe-eaux électriques. Ceci montre que les composants nouveaux et ceux adaptés d'éléments industriels existants ne présentent pas de difficultés particulières à une réalisation en grande série. Les autres composants de la chaudière et les techniques d'assemblage relevant des mêmes domaines techniques, l'application industrielle de l'invention ne doit pas poser de problème. REVENDICATIONS 1 - Chaudière mixte murale tout électrique, pour chauffer l'eau d'un réseau de distribution d'eau chaude sanitaire et l'eau d'une installation de chauffage central domestique, caractérisée en ce qu'elle comporte un ensemble d'éléments 5 fonctionnant à partir d'une seule source d'énergie, l'électricité, et en particulier un dispositif d'échange thermique et de chauffage direct, intégré au moyen d'une platine technique, assurant notamment son passage et son support, à un réservoir chauffe-eau approprié qui lui apporte une part de ses calories. 2 - Chaudière mixte électrique selon la revendication 1 caractérisée en ce 10 que l'élément d'échange thermique et de réchauffage direct constitue un échangeur thermique immergé dans le réservoir chauffe-eau, prolongé d'une chambre de réchauffage direct par énergie électrique, quelque soit sa position. 3 - Chaudière mixte électrique selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisée en ce que l'élément de réchauffage direct intégré au chauffe-eau 15 permet, quelque soit l'organisation des autres éléments de la chaudière, le chauffage central domestique à eau chaude par la seule énergie électrique, que l'installation complémentaire à la chaudière soit neuve ou ancienne. 4 - Chaudière mixte électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la platine technique sert de support aux 20 organes incorporés au réservoir, en totalité ou en partie seulement. - Chaudière mixte électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que l'elle constitue un ensemble monobloc quelqu'en soient l'agencement et les dimensions.