Brevet FR2942301A1 — publié le 20100820

Domaine de l'invention La présente invention concerne un installation de préparation instantanée d'eau chaude destinée à être branchée directement en amont d'un poste d'utilisation d'eau chaude (lavabo, évier, machine à la- ver). Etat de la technique Il existe des dispositifs électriques de chauffage instantané d'eau chaude sanitaire équipant des lavabos, lave-mains ou éviers pour fournir directement de l'eau chaude, en général de l'eau chaude sanitaire, au point d'utilisation. Les chauffe-eau électriques dits � instantanés � qui équipent les points d'utilisation tels que les lavabos ou les éviers sont en fait des chauffe-eau à accumulation de faible volume ce qui permet de les intégrer facilement près du point d'utilisation et de fournir de l'eau chaude à la température habituelle de l'eau chaude sanitaire pour de faibles quantités, sans que l'appareil ne soit d'une puissance électrique importante, nécessitant l'installation coûteuse d'un câble approprié. Dans le cas d'équipements électroménagers tels que des lave-linge ou des lave-vaisselle, les appareils sont alimentés en eau froide directement chauffée dans la cuve de l'appareil par une résistance. Enfin et de manière générale, il existe des installations de chauffe-eau électriques à accumulation qui ont de nombreux inconvénients tant de réalisation, de coût que de fonctionnement. Les chauffe-eau sont souvent loin des points d'utilisation de sorte que pour disposer de l'eau chaude à la température voulue, il faut attendre que les tuyaux se vident de l'eau froide avant de recevoir l'eau chaude. Ces chauffe-eau électriques doivent être maintenus à une température de 65-70° pour éviter la formation de bactéries comme cela a été constaté au cours des dernières années et lorsque l'eau est utilisée à une température inférieure à celle de l'accumulateur, ce qui est souvent voire généralement le cas, il faut ajouter de l'eau froide pour mitiger et abaisser la température de l'eau ce qui correspond à une perte d'énergie par chauffage de l'eau. Dans ces accumulateurs à chauffage électrique, comme d'ailleurs dans les appareils tels que les lave-vaisselle ou les lave-linge, le tartre s'accumule sur la résistance qu'il faut remplacer régulièrement par l'intervention d'un spécialiste. 2 But de l'invention La présente invention a pour but de développer une installation de préparation instantanée d'eau chaude, qui se mette facilement en place et soit d'une réalisation simple et efficace pour fournir de l'eau chaude tout en évitant le dépôt de tartre et ses conséquences. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, la présente invention concerne une installation du type défini ci-dessus caractérisée en ce qu'elle comprend - un dispositif à induction de chauffage d'eau à passage comportant un 10 circuit de chauffage équipé d'un inducteur alimenté par un générateur haute fréquence, - un dispositif électromagnétique antitartre en amont du circuit de chauffage alimenté par un générateur de fréquence, - un capteur de passage détectant une demande d'eau chaude par ou-15 verture d'un robinet ou d'un clapet au niveau du poste d'utilisation ou l'arrêt de la demande d'eau chaude, - un circuit de commande recevant le signal de demande d'eau chaude du capteur de débit pour commander le fonctionnement du circuit de chauffage et du dispositif antitartre, régler la puissance alimentant le 20 dispositif de chauffage selon la température de consigne et arrêter leur fonctionnement, et - un branchement d'alimentation ainsi qu'un branchement de sortie d'eau. L'installation de préparation instantanée d'eau chaude peut 25 être facilement montée dans la conduite d'alimentation d'un point d'eau tel que la conduite reliée à un mitigeur de lavabo ou au robinet d'eau chaude, par exemple en dérivation du tuyau d'eau froide, d'autant plus que le branchement amont et le branchement aval de l'installation peu-vent être reliés à la conduite d'arrivée et à celle d'entrée du poste 30 d'utilisation par des tuyaux souples pour utiliser au mieux la place sou-vent très réduite disponible au voisinage du poste d'utilisation, sous le lavabo ou l'évier ou dans la machine à laver le linge ou la vaisselle. Comme cette installation constitue un bloc qui ne nécessite que le branchement de l'arrivée et de la sortie d'eau et celui de l'alimentation électrique, en cas 35 de panne, l'installation se démonte facilement et simplement pour être remplacée très rapidement par une autre installation du même type. Le traitement de l'eau par le dispositif antitartre en amont du circuit de chauffage d'eau y évite le dépôt de tartre et, dans la cas 3 d'une installation comportant également une sortie d'eau froide dérivée de la conduite en aval du dispositif antitartre et en amont du dispositif de chauffage d'eau, on évite le dépôt de tartre dans cette partie de conduite et dans le point d'utilisation. La consommation en énergie électrique de l'installation est très réduite puisque qu'il n'y a pas de déperdition liée au stockage d'eau chaude, le chauffage de l'eau étant quasi instantané et se faisant par pas-sage; le circuit de chauffage d'eau, avantageusement dimensionné en fonction du débit prévisible, permet de fournir de l'eau chauffée par induction, à la bonne température et de façon quasi instantanée. La fermeture du robinet ou de la valve ou vanne de puisage d'eau chaude est automatiquement détectée par le détecteur de passage qui commande l'arrêt du chauffage de l'eau et du dispositif de traitement antitartre et constitue aussi une sécurité. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le circuit de chauffage d'eau avec son inducteur et le dispositif antitartre sont logés dans un boîtier relié à un boîtier électrique comportant le générateur alimentant l'inducteur du circuit de chauffage, le générateur du dispositif antitartre et le circuit de commande. La séparation entre les éléments directement installés sur le passage de l'eau et les moyens électriques et électroniques qui alimentent et commandent ces éléments dans un boîtier différent, offre une plus grande souplesse de mise en place pour tenir compte de certaines contraintes d'encombrement particulières. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'installation comporte un boîtier muni d'un raccord amont et d'un raccord aval pour le branchement de l'installation sur la canalisation d'eau alimentant le poste d'utilisation et un bornier pour le branchement de la ligne électrique. Le cas échéant, il est également prévu une sortie d'eau froide qui ne sera passée que dans le dispositif antitartre. Dans ce cas, l'installation constitue un ensemble pratique-ment fermé, n'ayant d'accessibles que les éléments de réglage tels qu'un bouton de réglage de température et/ou un bouton marche-arrêt ; le boîtier s'installe tel quel dans la conduite d'alimentation du poste d'utilisation, par exemple directement sous le lavabo, ou à côté de la douche ou encore sous un évier et/ou dans une machine à laver le linge ou la vaisselle. Il suffit d'effectuer trois branchements : le raccord amont pour l'arrivée, le raccord aval pour sa sortie d'eau et le branchement électrique. 4 Selon une variante, le circuit de commande est équipé d'un récepteur infrarouge IR ou radio fréquence RF pour être commandé par des signaux d'un émetteur infrarouge IR ou radio fréquence RF permet-tant de régler à distance la température de l'eau sans intervenir directe- ment sur le boîtier. Cette solution peut venir en complément du bouton de réglage équipant le boîtier de commande. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma d'un mode de réalisation d'une installation de préparation instantanée d'eau chaude selon l'invention, et - la figure 2 est un schéma d'une variante de réalisation de l'installation de préparation instantanée d'eau chaude selon l'invention. Description du mode de réalisation Selon la figure 1, l'installation 100 de préparation instantanée d'eau chaude, notamment d'eau chaude sanitaire est destinée à être branchée directement en amont d'un poste d'utilisation PU ou dans celui-ci. Le poste d'utilisation PU est un lavabo ou lave-mains LV, un évier EV, une machine à laver le linge ML ou une machine à laver la vaisselle MV. Les différents postes d'utilisation consomment de l'eau chaude à des températures particulières, adaptées à leur fonctionnement. L'installation 100 se compose d'un dispositif de chauffage d'eau à passage 110, traversé par la veine d'eau 101 à chauffer. Il comporte un circuit de chauffage 111 équipé d'un inducteur 112 alimenté par un générateur haute fréquence 113. Le circuit 111 a une longueur suffisante pour chauffer l'eau au cours de son passage dans le circuit exposé à l'inducteur 112. Le circuit 111 et l'inducteur 112 sont dimensionnés en fonction de paramètres moyens tels que le débit moyen d'eau, sa variation dans une plage de dé- bit et une plage de température, de façon à optimiser la puissance électrique installée. Le circuit de chauffage 111 est précédé en amont selon le sens de passage de l'eau à chauffer, d'un dispositif électromagnétique an- titartre 120 générant un champ électromagnétique variable pour modifier la structure stéréochimique du carbonate de calcium contenu dans l'eau pour éviter son dépôt sous la forme de tartre. Le dispositif antitartre 120 comporte un générateur 123 fournissant un signal électrique alimentant le système électromagnétique générant le champ électromagnétique 122 appliqué à l'eau passant dans la conduite 121. L'installation comporte également un capteur de passage d'eau 130 fournissant un signal Seau en fonction du passage d'eau dans 5 l'installation, c'est-à-dire suivant que l'eau circule ou est arrêtée et, de préférence, en fonction aussi du débit d'eau. Le capteur de passage d'eau 130 est un capteur de pression relié à la conduite d'eau 102 passant dans le boîtier 160 et détectant la variation de pression à l'ouverture et à la fermeture du robinet de puisage du point d'utilisation PU ou encore un capteur associé à un diaphragme monté dans la conduite et fournissant un signal représentant non seulement un débit d'eau (passage d'eau/arrêt du passage d'eau) mais aussi l'importance du débit pour régler la puissance fournie au dispositif de chauffage 110. Le capteur de passage d'eau 130 est avantageusement combiné à un capteur de température 140 détectant la température de l'eau à la sortie de l'installation 100 pour asservir la puissance électrique fournie à une température de consigne Tc et cela quel que soit le débit d'eau puisé. Le dispositif de chauffage à induction 110, le dispositif anti- tartre 120 et le capteur de passage d'eau 130 et le capteur de température 140 sont reliés à un circuit de commande 150 gérant le fonctionnement de l'installation 100 selon la demande d'eau chaude (de-mande d'eau chaude, arrêt, température de consigne de l'eau chaude). Le circuit de commande 150 contient le programme de fonc- tionnement avec les paramètres réglables dont la valeur se règle au moment de la mise en place de l'installation suivant des caractéristiques générales ou selon le fonctionnement particulier demandé. Dans le cas d'un lavabo LV, la température de l'eau fournie sera inférieure à la température de 65-70°C, imposée aux chauffe-eau tra- ditionnels à réserve d'eau chaude ; elle pourra être à la température d'utilisation sans nécessiter de dosage avec de l'eau froide, par exemple une température de 40-50° C. Dans le cas d'un évier EV, la température de consigne pourra être plus élevée que celle de l'eau chaude alimentant un lavabo. Pour un appareil de lavage tel qu'un lave-vaisselle MV ou un lave-linge ML, la température de consigne sera donnée par le pro-gramme de lavage et, le cas échéant, en fonction de la masse de produits à laver, suivant un signal fourni par la machine à laver et/ ou le signal d'un 6 capteur de température installé dans la cuve de la machine et mesurant l'évolution de la température de l'eau au cours du remplissage pour une adaptation encore plus précise aux conditions idéales de fonctionnement de la machine et dans le sens d'une optimisation de la consommation d'énergie électrique. L'installation 100 est, de préférence, logée dans un boîtier unique 160 ne comportant qu'une entrée d'eau 161, une sortie d'eau 162 et un branchement électrique 163 ne laissant apparaître en façade du boîtier que les organes de réglage 151, 152 du circuit de commande 160. L'installation 100 se place avantageusement en aval du robinet d'arrêt RA équipant le point d'utilisation PU et le raccordement se fait soit sur le tuyau rigide soit, plus avantageusement, par l'intermédiaire de tuyaux souples 164, 165 reliant l'entrée d'eau froide 161 au tuyau d'arrivée d'eau et la sortie d'eau chaude 162 à l'entrée EC du point d'utilisation PU. Selon une variante, l'installation est répartie en deux boitiers 160a, 160b, l'un logeant le circuit de chauffage d'eau 111, le dispositif antitartre 120, le capteur de passage 130 et le capteur de température 140 ; l'autre partie 160b loge les générateurs de puis- sance 113, 123 alimentant les deux dispositifs et le circuit de commande 150 pour pouvoir mieux adapter le montage de l'installation 100 à des conditions d'encombrement particulières. La figure 2 montre une installation 200 qui est une variante de l'installation 100 de la figure 1. Cette installation 200 comporte prati- quement les mêmes éléments que ceux de l'installation 100 et ces éléments ont les mêmes références de sorte que leur description ne sera pas reprise. Cette variante 200 diffère de la précédente par une dérivation 103 prévue en aval du dispositif antitartre 120 et aboutissant direc- terrent à la sortie d'eau froide 166 reliée par une conduite 167 à l'entrée d'eau froide EF du poste d'utilisation PU, en même temps que l'arrivée d'eau chaude EC venant de la conduite 165. Cette conduite 103 est équipée d'un capteur de passage d'eau 170 qui fournit un signal de demande d'eau froide Sef, transmis au circuit de commande 150 pour mettre en oeuvre le dispositif antitartre 120 mais non le dispositif de chauffage d'eau 110. Ce dernier ne peut être mis en marche que par le signal Sec envoyé par le capteur de passage d'eau 130. 7 Selon des variantes non représentées, le circuit de chauffage d'eau peut être constitué par un serpentin muni le cas échéant de plaques conductrices, chauffées par l'inducteur 112 pour chauffer le serpentin et l'eau. Il est également possible de réaliser un circuit de chauffage 111 constitué par deux plaques délimitant un faible intervalle de passage de l'eau, les plaques étant chauffées par l'inducteur 112 pour chauffer par conduction l'eau passant entre les plaques. D'autres formes de dispositifs de chauffage d'eau 111 sont envisageables. Suivant une variante non représentée, la conduite d'eau froide 167 et la conduite d'eau chaude 165 sont reliées à un mitigeur de lavabo LV ou d'évier EV. Suivant une autre variante, dans le cas d'une alimentation en eau froide et en eau chaude d'une machine à laver le linge ou la vais- selle, l'équipement comporte des vannes installées en amont des sorties d'eau chaude 162 et d'eau froide 166 et qui sont commandées par le pro-gramme de la machine à laver le linge ML ou la machine à laver la vais-selle MV en fonction des besoins d'eau chaude/froide nécessaires à l'exécution du programme de lavage.20 NOMENCLATURE 100, 200 101 102 103 110 111 112 113, 123 120 121 122 130 140 150 151, 152 160 160, 160a, 161 162 163 164 165 166 167 170 Installation de préparation instantanée d'eau chaude Conduite d'eau Conduite d'eau Conduite d'eau Dispositif de chauffage d'eau à passage Circuit de chauffage Inducteur Générateur haute fréquence Dispositif antitartre Conduite Générateur de champ électromagnétique Capteur de passage d'eau Capteur de température Circuit de commande Organes de réglage Boîtier 160b Boîtier Entrée d'eau Sortie d'eau chaude Branchement électrique Conduite d'arrivée d'eau Conduite d'eau chaude Sortie d'eau froide Conduite d'eau froide Capteur de passage d'eau Tc 3o PU LV EV MV ML 35 RA EC EF Sec Température de consigne Poste d'utilisation Lavabo Evier Machine à laver la vaisselle Machine à laver le linge Robinet d'arrêt Eau chaude Eau froide Signal de demande d'eau chaude Sef Signal de demande d'eau froide5 REVENDICATIONS1 °) Installation de préparation instantanée d'eau chaude destinée à être branchée directement en amont d'un poste d'utilisation d'eau chaude (lavabo, évier, machine à laver), caractérisée en ce qu' elle comprend - un dispositif à induction de chauffage d'eau à passage (110) comportant un circuit de chauffage (111) équipé d'un inducteur (112) alimenté par un générateur haute fréquence (113), - un dispositif antitartre électromagnétique (120) en amont du circuit de chauffage (111) alimenté par un générateur de fréquence (123), - un capteur de passage (130) détectant une demande d'eau par ouverture d'un robinet ou d'un clapet au niveau du poste d'utilisation (PU) ou l'arrêt de la demande, - un circuit de commande (150) recevant le signal de demande d'eau (Sec) du capteur de passage (130) pour commander le fonctionnement du circuit de chauffage (111) et du dispositif antitartre (120), régler la puissance alimentant le dispositif de chauffage (110) pour en régler la température et arrêter leur fonctionnement, - un branchement d'alimentation (161) et un branchement de sortie d'eau (162). 2°) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit de chauffage d'eau (111) avec son inducteur (112) et le dispositif antitartre (120) sont logés dans un boîtier (160a) relié à un boîtier électrique (160b) comportant le générateur (113) alimentant l'inducteur (112) du circuit de chauffage (111), le générateur (123) du dispositif antitartre (120) et le circuit de commande (150). 3°) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' elle comporte un boîtier (160) muni d'un raccord amont (161) et d'un raccord aval (162) pour le branchement de l'installation sur la canalisation d'eau alimentant (164, 165) le poste d'utilisation (PU) et un bornier (163) pour le branchement de la ligne électrique. 4°) Installation selon la revendication 1, 11 caractérisée en ce qu' elle comporte une conduite de dérivation (103) en aval du dispositif antitartre (120), dérivation équipée d'un capteur de passage d'eau (170) fournissant un signal (Sef) au circuit de commande (150) pour mettre en marche le dispositif antitartre (120). 5°) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit de chauffage d'eau (111) est sous la forme d'un serpentin exposé au champ électromagnétique de l'inducteur ou est composé d'un serpentin en contact avec des plaques elles-mêmes chauffées par l'inducteur ou encore le circuit est constitué par un volume de passage délimité par deux plaques, rapprochées, chauffées par l'inducteur. 6°) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit de commande (150) est équipé d'un récepteur IR ou RF communiquant avec un émetteur IR ou RF pour régler la température de consigne. 7°) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la ou les sortie(s) d'eau chaude/froide est(sont) équipée(s) d'électrovannes commandées à partir du point d'utilisation (PU) notamment de la machine à laver le linge (ML) ou de la machine à laver la vaisselle (MV) en fonction des besoins du programme de levage.30