Brevet FR3045139A1 — publié le 20170616

CHAUFFE EAU PLAT DOM ESTI QUE A RESI STANCES INDIRECTES I MMERGEES L'invention concerne un chauffe-eau plat à usage domestique et un procédé de mise en oeuvre. Dans les habitations, notamment les appartements, les chauffe-eaux plats sont installés dans l'espace habitable. Un tel chauffe-eau intègre généralement deux résistances électriques 10 blindées immergées dans la cuve du chauffe-eau. Ce type de résistance a un taux de charge élevé, ce qui se traduit par une température élevée de la paroi de la résistance qui est en contact direct avec l'eau. De ce fait, lorsque le chauffe-eau est mis en route pour produire de l'eau chaude, par exemple le soir, un phénomène de caléfaction se produit à la 15 surface de la paroi chaude de chaque résistance. Ce phénomène génère un bruit (bouillonnement de surface) qui est susceptible de gêner les occupants de l'habitation équipée d'un tel chauffe-eau, notamment lorsque le bruit intervient le soir, voire la nuit. Ce bruit est d'autant plus important qu'il y a deux résistances dans le chauffe-eau. 20 Par ailleurs, le phénomène connu de l'entartrage de la résistance est aggravé par la température élevée de la surface de la paroi de la résistance. Compte tenu de ce qui précède il serait donc particulièrement utile de concevoir un chauffe-eau plat à usage domestique qui limite les bruits liés au chauffage de l'eau et réduise le phénomène d'entartrage. 25 L'invention a ainsi pour objet un chauffe-eau plat à usage domestique, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux cuves traitées chacune avec un revêtement anti-corrosion ou réalisées en acier inoxydable et destinées chacune à contenir de l'eau à chauffer, chaque cuve intégrant, d'une part, au moins une résistance électrique disposée dans un fourreau étanche traité avec 30 un revêtement anti-corrosion ou réalisé en acier inoxydable et destiné à être immergé dans l'eau de la cuve et, d'autre part, au moins une anode sacrificielle de protection additionnelle contre la corrosion et qui est destinée à être immergée dans l'eau contenue dans la cuve. 3045139 2 L'eau contenue dans la cuve est ainsi chauffée indirectement par rayonnement de la résistance électrique sur le fourreau qui l'enveloppe via l'air entourant la résistance. L'agencement de la résistance dans un fourreau a pour conséquence de limiter la valeur de la température sur la surface externe 5 du fourreau en contact avec l'eau de la cuve. Le bruit dû au phénomène de caléfaction entre la résistance électrique et l'eau de la cuve est ainsi réduit. En outre, le fait d'avoir le même métal pour la cuve et le(s) fourreau(x) contenant la(les) résistance(s) permet d'éviter les phénomènes de pile électrique qui accélèrent la corrosion. Ainsi, l'anode sacrificielle de 10 protection contre la corrosion de l'acier est moins vite consommée qu'en présence de matériaux différents. Selon d'autres caractéristiques possibles de l'invention : -le fourreau contenant la résistance électrique est disposé de manière inclinée par rapport aux parois de la cuve ; cette disposition favorise 15 l'agencement du chauffe-eau dans de multiples positions, notamment en position horizontale ou verticale ; - chaque résistance électrique est en céramique ; -chaque résistance électrique est de type blindée, plus particulièrement, de type cartouche blindée ; 20 -les fourreaux et les cuves sont en acier émaillé ; un fourreau en acier émaillé possède une puissance surfacique réduite (ex : 4W/cm2) par rapport à celle d'une résistance blindée en contact direct avec l'eau (ex : 8 à 10 W/cm2) ; l'entartrage est de ce fait réduit ; -ladite au moins une anode de chaque cuve est montée sur le fourreau 25 ou sur ladite cuve. L'invention a également pour objet un procédé de mise en oeuvre d'un chauffe-eau plat tel que brièvement exposé ci-dessus. Selon ce procédé la même consigne de température de chauffage de l'eau est appliquée à chacune des cuves. Un tel procédé limite les déperditions thermiques et est plus 30 économique qu'un procédé qui appliquerait des consignes de température différentes d'une cuve à l'autre. De plus, cela permet d'éviter l'inconfort qui 3045139 3 serait lié à l'utilisation de volumes d'eau chauffés à des températures différentes. Ceci est notamment le cas avec une douche lorsque le premier volume chauffé à une première température est consommé et que l'utilisateur reçoit alors l'eau chauffée à la deuxième température. 5 D'autres caractéristiques et avantages apparaitront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : -la figure 1 est une vue schématique générale d'un chauffe-eau plat selon un mode de réalisation de l'invention ; -la figure 2 est une vue schématique agrandie de la partie basse d'une des deux cuves du chauffe-eau de la figure 1 ; -les figures 3a-b sont des vues schématiques respectives d'un chauffe-eau plat selon d'autres modes de réalisation de l'invention. Comme représenté à la figure 1 et désigné de manière générale par la 15 référence notée 10, un chauffe-eau plat comprend deux cuves 12 et 14 reliées entre elles par un conduit 16. Les cuves sont remplies d'eau et servent de réservoirs pour y stocker l'eau et la chauffer. Dans l'exemple illustré, l'eau froide (EF) arrive par la droite dans la cuve 12, puis passe dans la cuve 14 jusqu'à ce que l'eau remplisse les deux 20 cuves. L'eau est chauffée dans chacune de ces cuves et quitte la cuve de gauche 14 (EC) pour être ensuite distribuée à un utilisateur ayant besoin d'eau chaude (salle de bain, cuisine...). Chaque cuve est traitée par un revêtement anti-corrosion et, par exemple, est réalisée en acier émaillé. Chaque cuve comprend à l'intérieur un 25 fourreau incluant une résistance électrique 18 (cuve 12), 20 (cuve 14), une anode sacrificielle de protection additionnelle contre la corrosion 19 (cuve 12), 21 (cuve 14). Chaque résistance électrique est disposée à l'intérieur d'un fourreau réalisé lui aussi en acier émaillé et qui est monté de manière étanche sur le fond de la cuve. Chaque anode est disposée au contact du fourreau de 30 la cuve considérée et, ici, est montée sur le fourreau. Chaque anode est ainsi agencée dans une position centralisée entre le haut et le fond de la cuve. Selon une variante non représentée, chaque anode est montée de manière étanche sur le fond de la cuve. 3045139 4 Chaque cuve comprend également une gaine pour thermostat 22 (cuve 12), 24 (cuve 14), disposée à côté de chaque fourreau. Sur la figure 1 est représentée la partie électrique/électronique du thermostat 25 (cuve 12), 26 (cuve 14). 5 La figure 2 illustre de manière agrandie la partie basse de la cuve 12 (la même disposition et la même description s'appliquent à la cuve 14) qui comporte un fond 12a auquel est fixé par en dessous, par exemple par vissage, une embase 12b. Le fourreau 18a destiné à envelopper la résistance électrique et à faire 10 office d'interface avec l'eau de la cuve est monté de manière fixe et étanche à l'intérieur de la cuve en s'étendant à partir du fond de celle-ci comme un doigt de gant. Le fourreau 18a est par exemple soudé de manière étanche sur la bride 28 qui est fixée sur la cuve. La résistance électrique 18b est insérée à l'intérieur du fourreau 18a par le dessous du fond de la cuve 12 et est entourée d'air qui est lui-même entouré par le fourreau. La résistance 18b est ainsi disposée à l'intérieur de la cuve mais sans être en contact direct avec l'eau puisqu'elle est logée dans un fourreau. La gaine 22 du thermostat sert de logement à une sonde ou capillaire 20 27 qui est relié à la partie électrique/électronique 25 (contacts électriques). La résistance électrique 18b et la partie électrique/électronique 25 du thermostat sont par exemple montées sur la bride 28 disposée sous le fond 12a, à l'intérieur de l'embase 12b. Le fourreau et sa résistance, l'anode qui est montée sur le fourreau et la gaine du thermostat avec sa sonde sont disposés 25 de manière légèrement inclinée (par souci de simplification les anodes, fourreaux et gaines de thermostat ne sont pas représentés inclinés sur la figure 1 mais ils le sont). Cet agencement permet, en position horizontale de la cuve, de chauffer l'eau située en partie basse de la cuve, du côté vers lequel le fourreau, l'anode et la gaine du thermostat sont inclinés. 30 Selon une variante non représentée, les anodes, les fourreaux et les gaines de thermostat ne sont pas inclinés. La partie électrique/électronique 25 du thermostat et la résistance électrique 18b sont reliées afin que le chauffage de l'eau dans la cuve par la 3045139 5 résistance soit asservi au fonctionnement du thermostat et à la température de consigne de ce dernier. La température de l'eau dans la cuve est ainsi régulée de manière très simple. L'alimentation électrique n'est pas représentée ici par souci de clarté. 5 La résistance électrique 18b chauffe la paroi du fourreau 18a par rayonnement et la température de cette paroi est donc moins élevée que si la résistance était au contact direct de l'eau. Le bruit de bouillonnement dû à la caléfaction de l'eau sur la surface extérieure du fourreau est donc moins élevé. Ceci est avantageux en terme de confort auditif lorsque le chauffe-eau est 10 installé dans une pièce à vivre d'une habitation (cuisine, salle de bain...), notamment près d'une chambre à coucher et non dans un garage ou une cave. De plus, la température à la surface du fourreau étant moins élevée, le taux de charge est réduit et l'entartrage est ainsi limité (le tartre met 15 davantage de temps à se former et l'épaisseur de tartre est réduite. En utilisant le même matériau pour la paroi de la cuve et celle du fourreau on évite les phénomènes de pile électrique, ce qui permet de réduire l'usure de l'anode sacrificielle au cours du temps. Selon une variante de réalisation, la cuve et le fourreau de chaque 20 cuve sont réalisées en acier inoxydable. En cas de problème rencontré sur l'une et/ou l'autre des résistances électriques (ex : dysfonctionnement ou simple opération de maintenance) il n'est pas nécessaire de vidanger la et/ou les cuves concernées. A titre d'exemple, une anode sacrificielle en magnésium se consomme 25 deux fois moins vite que dans le cas où une résistance blindée est placée directement au contact de l'eau. A titre d'exemple la résistance électrique est en céramique (ex : stéatite). Alternativement, la résistance est de type blindée. 30 A titre d'exemple, l'anode sacrificielle 19 est en magnésium. On notera que les résistances peuvent être identiques ou différentes d'une cuve à l'autre. 3045139 6 Le chauffage de l'eau dans les cuves est par exemple effectué avec la même consigne de température dans les thermostats. Une telle mise en oeuvre du chauffe-eau décrit ci-dessus (avec les deux cuves en série) évite l'inconfort sous la douche par rapport à la situation où les consignes de 5 température varient d'une cuve à l'autre. Ceci est notamment le cas lorsque la consigne de température de la cuve 12 est supérieure à celle de la cuve 14 de la figure 1. Par ailleurs, le chauffe-eau peut comporter plus de deux cuves en série en fonction des applications envisagées. 10 Les figures 3a et 3b illustrent plusieurs modes d'installation d'un chauffe-eau multi-position 30 dans lequel le fourreau logeant la résistance électrique et celle-ci, ainsi que l'anode de protection additionnelle et la gaine de thermostat sont disposés de manière inclinée à l'intérieur de chaque cuve. Sur la figure 3a le chauffe-eau 30 est représenté en position installée verticale 15 tandis que sur la figure 3b le même chauffe-eau est agencé horizontalement. Le chauffe-eau 30 comprend deux cuves 32, 34 reliées entre elles par un tube 36 et dans chacune desquelles sont disposés un fourreau 32a (cuve 32), 34a (cuve 34), logeant une résistance électrique interne non représentée une anode sacrificielle 32b (cuve 32), 34b (cuve 34), et une gaine de thermostat 32c (cuve 32), 34c (cuve 34). Comme représenté sur la figure 3a, les fourreaux, anodes et gaines ont chacun une même inclinaison (angle a) de quelques degrés par rapport à l'axe vertical Z. L'angle d'inclinaison a est par exemple compris entre 5 et 15°, et par exemple est égal à 8°. Selon une variante non représentée, les anodes peuvent avoir une orientation différente de celle des fourreaux sur lesquels elles sont montées, par exemple pour s'adapter à la configuration interne de la cuve. Sur la figure 3b, le chauffe-eau 30 est installé en position horizontale. Les cuves 32 et 34 sont horizontales et les fourreaux, anodes et gaines de thermostat sont inclinées vers le bas suivant l'angle a par rapport à l'axe horizontal X. Cet agencement permet de chauffer l'eau qui est disposée dans la partie basse de chaque cuve, à proximité de la paroi inférieure 32d, 34d. REVENDICATIONS1. Chauffe-eau plat à usage domestique (10 ; 30), caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux cuves (12, 14 ; 32, 34) traitées chacune avec un revêtement anti-corrosion ou réalisées en acier inoxydable et destinées chacune à contenir de l'eau à chauffer, chaque cuve intégrant, d'une part, au moins une résistance électrique (18b) disposée dans un fourreau étanche (18, 20 ; 32a, 34a) traité avec un revêtement anticorrosion ou réalisé en acier inoxydable et destiné à être immergé dans l'eau de la cuve et, d'autre part, au moins une anode sacrificielle de protection additionnelle contre la corrosion (19, 21 ; 32a, 34a) et qui est destinée à être immergée dans l'eau contenue dans la cuve. 2. Chauffe-eau plat selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fourreau (18, 20 ; 32a, 34a) contenant la résistance électrique (18b) est disposé de manière inclinée par rapport aux parois de la cuve. 3. Chauffe-eau plat selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque résistance électrique est en céramique. 4. Chauffe-eau plat selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque résistance électrique est de type blindée. 5. Chauffe-eau plat selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque résistance électrique est de type cartouche blindée. 6. Chauffe-eau plat selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les fourreaux et les cuves sont en acier émaillé. 7. Chauffe-eau plat selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite au moins une anode (19, 21 ; 32a, 34a) de chaque cuve est montée sur le fourreau ou sur ladite cuve. 8. Procédé de mise en oeuvre d'un chauffe-eau plat (10 ; 30) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une même consigne de température de chauffage est appliquée à chacune des cuves.