Brevet FR3124852A1 — publié le 20230106

Système de chauffage d’eau chaude (1), destiné de préférence à une eau dure, comprenant : un réservoir de stockage d’eau (2) en acier inoxydable, un échangeur de chaleur en acier inoxydable (3) et conformé pour permettre un échange de chaleur entre l’eau stockée dans le réservoir (2) et un autre fluide, par exemple chauffé par un générateur de chauffage (G), caractérisé en ce que le système (1) comprend un dispositif de protection cathodique (4) comprenant au moins une anode (18, 19) et un moyen de génération d’un courant électrique (17) dans ladite au moins une anode (18, 19). Figure de l’abrégé : Figure 1 Système de chauffage d’eau chaude La présente description relève du domaine des préparateurs d’eau chaude sanitaires et de leur protection contre la corrosion. Généralement, un préparateur d’eau chaude, de préférence sanitaire, notée ECS, comprend un réservoir de stockage d’eau et un échangeur de chaleur conformé pour permettre un échange de chaleur entre l’eau stockée dans le réservoir et un autre fluide chauffé par un générateur de chauffage. Des températures très élevées, pouvant par exemple atteindre 1600°C, peuvent être observées dans l’échangeur de chaleur lorsque le fluide contenu dans l’échangeur de chaleur est chauffé par le générateur de chauffage. Des températures importantes pouvant atteindre 150°C peuvent être mesurées sur la paroi de l’échangeur de chaleur en contact avec l’eau stockée dans le réservoir. De façon connue, les températures importantes relevées sur la paroi de l’échangeur de chaleur en contact avec l’eau stockée dans le réservoir créent une accumulation de dépôts sur la paroi de l’échangeur de chaleur en contact avec l’eau stockée dans le réservoir. Les dépôts sont notamment issus de la précipitation des ions contenus dans l’eau stockée dans le réservoir et se composent principalement de carbonate de calcium ; il s’agit alors de dépôt de tartre. Les dépôts de tartre sont le plus fréquemment observés lorsque l’eau stockée dans le réservoir est dure, c’est-à-dire lorsque le titre hydrotimétrique, TH, de l’eau stockée dans le réservoir est supérieur à 20°f. La présence de dépôts sur la paroi de l’échangeur en contact avec l’eau issue du réservoir engendre une dégradation des propriétés du préparateur d’eau chaude sanitaire et réduisent la durée de vie du préparateur d’eau chaude sanitaire. Par exemple, dans le cas d’un préparateur d’eau chaude sanitaire comportant un échangeur en acier inoxydable, la présence de dépôts crée une cavité entre les dépôts et la paroi en acier inoxydable de l’échangeur en contact avec l’eau stockée dans le réservoir. Ce phénomène est accentué dans les zones de l’échangeur où la température est la plus élevée. Il s’en suit une concentration des sels contenus dans l’eau stockée dans le réservoir, en particulier les chlorures, sur la paroi de l’échangeur. Ainsi, des phénomènes de corrosion peuvent être constatés. Plus particulièrement, des phénomènes de corrosion caverneuse, ou corrosion par aération différentielle, ainsi que des phénomènes de corrosion par piqûre et corrosion sous contrainte peuvent être observés. Les phénomènes de corrosion engendrent des fuites de l’échangeur qui rendent le préparateur d’eau chaude sanitaire rapidement inutilisable. Des solutions pour pallier les phénomènes de corrosion sont connues. Par exemple, on peut recourir à un adoucisseur d’eau en amont du préparateur d’eau chaude sanitaire en acier inoxydable, ce qui permet de réduire la concentration en ions calcium de l’eau contenue dans le préparateur d’eau chaude sanitaire et ainsi réduire le titre hydrotimétrique de l’eau à une valeur inférieure à 20°f. Néanmoins, l’installation d’un tel adoucisseur se révèle onéreuse. En outre, un entretien régulier de l’adoucisseur est nécessaire, sans quoi les phénomènes de corrosion précités sont observés. De surcroît, l’utilisation d’un adoucisseur d’eau peut poser des problèmes sanitaires, la consommation d’eau trop douce pouvant engendrer des problèmes de santé. Résumé Le but de la présente description est de remédier aux inconvénients précités. A cet effet, la présente description a pour objet un système de chauffage d’eau chaude, destiné de préférence à une eau dure, comprenant un réservoir de stockage d’eau en acier inoxydable, un échangeur de chaleur en acier inoxydable et conformé pour permettre un échange de chaleur entre l’eau stockée dans le réservoir et un autre fluide, par exemple chauffé par un générateur de chauffage, caractérisé en ce que le système comprend un dispositif de protection cathodique comprenant au moins une anode et un moyen de génération d’un courant électrique dans ladite au moins une anode. Grâce au dispositif de protection cathodique, il est possible d’abaisser un potentiel électrochimique de l’échangeur de chaleur, ce qui permet une passivation de l’acier inoxydable. L’échangeur de chaleur est ainsi protégé contre les phénomènes de corrosion, notamment en présence de dépôts de tartre. En particulier, une durée de vie de l’échangeur de chaleur est significativement augmentée notamment lorsque l’eau stockée dans le réservoir est dure. De plus, le système selon la présente invention est issu d’un procédé de fabrication simple, du fait que le dispositif de protection cathodique peut être adjoint à un ensemble préexistant comprenant le réservoir de stockage d’eau ainsi que l’échangeur de chaleur. En outre, le système selon la présente description est modulable, dans la mesure où l’au moins une anode peut être avantageusement positionnée en fonction de l’échangeur, permettant ainsi de protéger préférentiellement certaines zones de l’échangeur de chaleur qui pourraient être davantage soumises aux phénomènes de corrosion. De plus, le courant dans l’au moins une anode peut être configuré de sorte que le système soit adapté à différentes conditions de fonctionnement. Selon une autre caractéristique de la description, l’au moins une anode est positionnée en regard d’une zone de l’échangeur de chaleur dont une température de peau est supérieure à une valeur seuil lorsque le système est en fonctionnement. Selon une autre caractéristique de la description, la valeur seuil de température est 120°C. Selon une autre caractéristique de la description, l’au moins une anode est positionnée en regard d’une zone de l’échangeur telle qu’un transfert thermique entre l’eau et l’autre fluide est supérieur à une valeur seuil lorsque le système est en fonctionnement. Selon une autre caractéristique de la description, la valeur seuil de transfert thermique est 4 W/cm². Selon une autre caractéristique de la description, le système comprend un brûleur de chauffage de l’autre fluide. Selon une autre caractéristique de la description, l’échangeur de chaleur comprend un conduit de circulation comportant au moins un foyer cylindrique, une canne de retour et/ou un enroulement hélicoïdal. Selon une autre caractéristique de la description, l’au moins une anode est positionnée en regard du foyer. Selon une autre caractéristique de la description, l’au moins une anode est positionnée en regard de la canne de retour. D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : Fig. 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d’un système de préparation d’eau chaude selon la présente invention. Fig. 2 est une vue schématique en perspective d’une partie du système de préparation d’eau chaude de la . Fig. 3 est une vue en perspective d’un échangeur de chaleur pour le système de la selon une première variante de réalisation. Fig. 4 est une vue en perspective d’un échangeur de chaleur pour le système de la selon une deuxième variante de réalisation. Système de chauffage d’eau chaude (1), destiné de préférence à une eau dure, comprenant : un réservoir de stockage d’eau (2) en acier inoxydable, un échangeur de chaleur en acier inoxydable (3) et conformé pour permettre un échange de chaleur entre l’eau stockée dans le réservoir (2) et un autre fluide, par exemple chauffé par un générateur de chauffage (G), caractérisé en ce que le système (1) comprend un dispositif de protection cathodique (4) comprenant au moins une anode (18, 19) et un moyen de génération d’un courant électrique (17) dans ladite au moins une anode (18, 19). Système (1) selon la revendication 1, dans lequel ladite au moins une anode (18, 19) est positionnée en regard d’une zone de l’échangeur de chaleur (3) dont une température de peau est supérieure à une valeur seuil lorsque le système (1) est en fonctionnement. Système (1) selon la revendication précédente, dans lequel ladite valeur seuil de température est 120°C. Système (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite au moins une anode (18, 19) est positionnée en regard d’une zone de l’échangeur (3) telle qu’un transfert thermique entre l’eau et l’autre fluide est supérieur à une valeur seuil lorsque le système (1) est en fonctionnement. Système (1) selon la revendication précédente, dans lequel la valeur seuil de transfert thermique est 4 W/cm². Système (1) selon l’une des revendications précédentes, comprenant un brûleur de chauffage dudit autre fluide. Système (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’échangeur de chaleur (3) comprend un conduit de circulation comportant au moins : un foyer cylindrique (11), une canne de retour (13), un enroulement hélicoïdal (14). Système (1) selon la revendication précédente, dans lequel ladite au moins une anode (18, 19) est positionnée en regard du foyer (11). Système (1) selon l’une des revendications 7 ou 8, dans lequel ladite au moins une anode (18, 19) est positionnée en regard de la canne de retour (13).