Brevet FR3147854A1 — publié le 20241018

L’invention concerne une cuve (1) de stockage d’eau comprenant une virole (1a) cylindrique d’axe longitudinal (ZZ’) vertical, un fond bombé (1b) fermant une extrémité de la virole (1a), et un échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire (4’) immergé dans l’eau de la cuve (1) et transportant un fluide caloporteur entre une canalisation d’entrée (5) et une canalisation de sortie (6). L’échangeur (4’) comprend un premier tronçon tubulaire formant une spirale cylindrique dont les spires (40’) sont coaxiales à l’axe longitudinal (ZZ’) et un deuxième tronçon tubulaire en série avec une extrémité du premier tronçon tubulaire. Selon l’invention, le deuxième tronçon tubulaire forme une spirale dont les spires (41’a - 41’e) sont coaxiales à l’axe longitudinal (ZZ’) et ont un rayon de courbure dégressif de sorte qu’une enveloppe externe du deuxième tronçon suive sensiblement la surface interne du fond bombé (1b). Figure pour l’abrégé : Fig.2 Cuve de stockage d’eau avec échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire rigide immergé La présente invention concerne le domaine général des cuves de stockage d’eau, et plus précisément une cuve de stockage d’eau comprenant un échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire destiné à être immergé dans l’eau de la cuve afin de permettre un transfert de l’énergie calorifique avec l’eau présente dans la cuve en position installée verticale. L’invention s’intéresse plus particulièrement à une cuve de stockage d’eau comprenant une virole de forme sensiblement cylindrique dont l’axe longitudinal est vertical en position installée, un fond bombé fermant une extrémité de la virole, et un échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire destiné à être immergé dans l’eau de la cuve pour transporter un fluide caloporteur entre une canalisation d’entrée de fluide caloporteur et une canalisation de sortie de fluide caloporteur, la canalisation d’entrée de fluide caloporteur et la canalisation de sortie de fluide caloporteur étant respectivement reliées à une première extrémité et à une deuxième extrémité de l’échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire . Arrière-plan technologique De telles cuves sont utilisées par exemple dans les ballons de stockage d’eau chaude sanitaire ou préparateurs d’eau chaude sanitaire à installation verticale. La illustre schématiquement une cuve 1 connue pour un ballon ou préparateur d’eau chaude installée en position verticale. La cuve 1 est classiquement réalisée par assemblage d’une virole 1a, de forme généralement cylindrique, dont l’axe longitudinal ZZ’ est vertical en position installée. La virole 1a est fermée au niveau de son extrémité supérieure et de sa base par deux fonds, respectivement un fond inférieur 1b et un fond supérieur 1c. On s’intéresse dans la suite aux cuves pour lesquelles au moins l’un des deux fonds, le fond inférieur 1b dans l’exemple non limitatif de la , est un fond de type bombé. Les fonds 1b et 1c sont généralement de forme similaire. La virole 1a et les deux fonds 1b et 1c sont généralement en acier avec une paroi interne émaillée. Des pieds 1d sont fixés sur la partie externe du fond inférieur bombé 1b afin de poser la cuve 1 sur le sol S et permettre son maintien en position verticale. La cuve 1 illustrée à titre d’exemple non limitatif comporte un piquage d’entrée 2 pour faire entrer de l’eau froide dans la cuve 1 (dans le sens de la flèche F1), et un piquage de sortie 3 pour faire sortir de l’eau chauffée contenue dans la cuve 1 (dans le sens de la flèche F2). Dans cet exemple non limitatif, l’eau froide pénètre à l’intérieur de la cuve 1 au travers du piquage d’entrée 2 qui s’étend sensiblement horizontalement au niveau du fond inférieur bombé 1b, et l’eau chauffée est prélevée au niveau du piquage de sortie 3, lequel s’étend ici verticalement au travers du fond supérieur 1c de la cuve 1. L’eau contenue dans la cuve 1 est chauffée par un échangeur de chaleur 4, ici du type à serpentin tubulaire , destiné à être immergé dans l’eau de la cuve 1 pour transporter un fluide caloporteur entre une canalisation d’entrée 5 de fluide caloporteur et une canalisation de sortie 6 de fluide caloporteur d’un système de chauffage externe, la canalisation d’entrée 5 de fluide caloporteur et la canalisation de sortie 6 de fluide caloporteur étant respectivement reliées à une première extrémité, ici supérieure, et à une deuxième extrémité, ici inférieure, de l’échangeur de chaleur à serpentin tubulaire 4 afin de chauffer l’eau présente en partie basse de la cuve 1 en position installée. Le fluide caloporteur est quant à lui chauffé par tout système de chauffage (non représenté) externe à la cuve 1, comportant par exemple une pompe à chaleur, un système de chauffage à énergie solaire, ou tout autre dispositif permettant de réaliser, en liaison en boucle fermée entre les deux extrémités de l’échangeur de chaleur à serpentin tubulaire 4, un circuit primaire de chauffage. Le fluide caloporteur chauffé pénètre dans l’échangeur de chaleur tubulaire (dans le sens de la flèche F3) au niveau de la canalisation d’entrée 5, parcourt l’intégralité de l’échangeur 4 en chauffant le liquide contenu dans la cuve 1, et ressort de l’échangeur (dans le sens de la flèche F4) au niveau de la canalisation de sortie 6. Pendant son parcours, le fluide caloporteur chauffé transfert la chaleur aux parois de l’échangeur, lesquelles transfèrent à leur tour leur chaleur à l’eau contenue dans la cuve 1. Le fluide caloporteur utilisé est par exemple de l’eau. La température de chauffage de l’eau contenue dans la cuve 1 est de préférence régulée par l’intermédiaire d’un ou plusieurs thermostats s’étendant chacun au travers d’une ouverture pratiquée dans la cuve 1, tels que les trois thermostats 7 portés au niveau d’une paroi de la virole 1a, pour réchauffer l’eau en fonction d’une température de consigne. Dans le cas où la cuve est destinée à un usage collectif dans un bâtiment, une boucle d’eau chaude tourne en continue dans le bâtiment, et la cuve 1 peut disposer également d’un piquage 8 servant au retour de boucle. La cuve 1 comporte en outre une trappe d’accès 9 fermant une ouverture traversante pratiquée à hauteur d’homme sur la virole 1a. L’ouverture traversante a un diamètre suffisamment grand, par exemple de l’ordre de 400 millimètres, afin de permettre à un technicien d’inspecter et de maintenir l’intérieur de la cuve et y déceler d’éventuelles traces de corrosion, d’entartrage ou de nettoyer l’intérieure de celle-ci. Une cuve de stockage d’eau chaude fonctionne la plupart du temps à accumulation, c’est-à-dire qu’elle ne chauffe pas l’eau en continu, mais accumule une quantité d’eau chaude pour les besoins journaliers et fonctionne selon le principe de la stratification. Plus précisément, l’eau froide sous pression pénètre à l’intérieur de la cuve 1 à mesure que celle-ci se vide pour répondre aux besoins en eau chaude sanitaire. L’eau froide qui entre est chauffée par l’échangeur de chaleur 4 et remonte progressivement vers le haut de la cuve 1. En effet, à l’instar de l’air, l’eau chaude a une densité plus faible que l’eau froide. Elle est donc plus légère et prend naturellement de la hauteur. En revanche, l’eau froide, naturellement plus dense, reste au fond de la cuve. C’est ce principe physique qui est à l’origine du nom de stratification. Comme on recherche à chauffer principalement l’eau contenue en bas de cuve, il est nécessaire de prévoir une forme particulière pour l’échangeur de chaleur à serpentin tubulaire 4. A ce jour, la plupart des échangeurs de chaleur à serpentin tubulaire ont la forme représentée sur la avec : - un premier tronçon tubulaire formant une spirale cylindrique dont les spires successives 40 (douze spires dans l’exemple de la ) sont coaxiales à l’axe longitudinal ZZ’, - un deuxième tronçon tubulaire formant également une spirale cylindrique, et dont les spires successives 41 (trois spires dans l’exemples de la ) sont coaxiales à un axe AA’ incliné d’un angle non nul par rapport à l’axe longitudinal ZZ’, et dont une extrémité supérieure est connectée directement en série avec une extrémité inférieure du premier tronçon tubulaire. Sur la , l’échangeur 4 est vu en coupe. Le premier tronçon tubulaire est intégralement positionné dans la virole 1a alors que le deuxième tronçon tubulaire est incliné de manière à couvrir une partie de l’espace intérieur de la virole 1a et une partie du fond bombé inférieur 1b. Avec cette configuration, le haut de l’échangeur 4 se retrouve à une distance h1 du sol. Or, un règlement européen publié au journal officiel du 15 août 2021 impose dorénavant, en particulier dans le cas où le circuit primaire utilise une pompe à chaleur, que l’échangeur de chaleur soit compris dans le volume du quart inférieur de la cuve 1. Pour fixer les idées, la ligne imaginaire H portée sur la , à la distance h au-dessus du sol S, montre la limite en hauteur à ne pas dépasser pour l’échangeur de chaleur, afin de respecter ce règlement. Enlever les spires 40 du premier tronçon tubulaire situées entre les lignes horizontales imaginaires H et H1 de la permettrait certes de respecter ce règlement, mais au prix d’une réduction drastique de la surface d’échange de l’échangeur, et donc de la puissance. En outre, comme visible sur la , le haut de l’échangeur 4 dépasse le niveau le plus bas de l’ouverture traversante associée à la trappe d’accès 9, rétrécissant en conséquence le passage pour qu’un technicien de maintenance puisse correctement inspecter et maintenir l’intérieur de la cuve. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients des solutions connues. Ce but est atteint conformément à la présente invention, laquelle a pour objet une cuve de stockage d’eau comprenant une virole de forme sensiblement cylindrique dont l’axe longitudinal est vertical en position installée, un fond bombé fermant une extrémité de la virole, et un échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire destiné à être immergé dans l’eau de la cuve pour transporter un fluide caloporteur entre une canalisation d’entrée de fluide caloporteur et une canalisation de sortie de fluide caloporteur, la canalisation d’entrée de fluide caloporteur et la canalisation de sortie de fluide caloporteur étant respectivement reliées à une première extrémité et à une deuxième extrémité de l’échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire, ledit échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire comprenant un premier tronçon tubulaire formant une spirale cylindrique dont les spires sont coaxiales à l’axe longitudinal et un deuxième tronçon tubulaire dont une extrémité est connectée en série avec une première extrémité du premier tronçon tubulaire, caractérisée en ce que ledit deuxième tronçon tubulaire forme une spirale dont les spires sont sensiblement coaxiales à l’axe longitudinal et ont un rayon de courbure dégressif entre un rayon de courbure maximum et un rayon de courbure minimum, de manière à ce qu’une enveloppe externe du deuxième tronçon suive sensiblement la surface interne du fond bombé. Dans un mode de réalisation possible, le fond bombé comprend une calotte sphérique, un rayon de carre et un bord droit cylindrique dont le rayon correspond au rayon de la virole, au moins une première spire du deuxième tronçon tubulaire a un rayon de courbure dégressif à partir du rayon de courbure maximum et s’étend dans la hauteur du bord cylindrique, et une dernière spire du deuxième tronçon tubulaire a un rayon de courbure dégressif à partir du rayon de courbure minimum et s’étend dans la hauteur du rayon de carre ou de la calotte sphérique. Dans un mode de réalisation possible, le rayon de courbure maximum est égal au rayon de courbure des spires du premier tronçon tubulaire. Dans un mode de réalisation possible, l’échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire a un profil de section transversale ovale ou elliptique, ou oblongue, ou rectangulaire. Dans ce cas, l’axe de plus grande longueur du profil de section transversale est de préférence perpendiculaire à l’axe longitudinal. En variante, l’échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire a un profil de section transversale circulaire. Dans un mode de réalisation possible, la première extrémité et la deuxième extrémité de l’échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire sont reliées respectivement à la canalisation d’entrée de fluide caloporteur et à la canalisation de sortie de fluide caloporteur au niveau de deux ouvertures traversantes pratiquées dans la virole. Les deux ouvertures traversantes peuvent être alignées verticalement. Dans un mode de réalisation possible, la cuve comporte une pièce tubulaire de raccordement reliant une seconde extrémité du deuxième tronçon tubulaire et la canalisation de sortie de fluide caloporteur. La seconde extrémité du deuxième tronçon tubulaire peut être sensiblement située dans un plan contenant l’axe longitudinal. Dans un mode de réalisation possible, le premier tronçon tubulaire forme une spirale cylindrique à pas constant, avec un saut de spire au niveau avec la canalisation de sortie du fluide caloporteur. Dans un mode de réalisation possible, la cuve comporte en outre une trappe d’accès fermant une ouverture traversante pratiquée à hauteur d’homme sur la virole, et ledit échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire s’étend intégralement en-dehors de la trappe d’accès. Dans un mode de réalisation possible, la cuve comprend en outre un piquage d’entrée pour faire entrer de l’eau dans la cuve, et un piquage de sortie pour faire sortir de l’eau contenue dans la cuve. Dans un mode de réalisation possible, le fond bombé ferme l’extrémité inférieure de la virole en position installée de la cuve, et soit la canalisation d’entrée et la canalisation de sortie, soit le piquage d’entrée et le piquage de sortie, sont reliés à un système de chauffage externe. Dans un mode de réalisation possible, ledit piquage d’entrée est réalisé sur le fond bombé, et le piquage de sortie est réalisé sur un fond supérieur fermant une extrémité supérieure de la virole. Dans un mode de réalisation possible, le fond bombé ferme l’extrémité supérieure de la virole en position installée de la cuve ; et soit la canalisation d’entrée et la canalisation de sortie, soit le piquage d’entrée et le piquage de sortie, sont reliés à un système de refroidissement externe. Brève description des figures La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée. Sur les figures annexées : La , déjà écrite ci-avant, illustre schématiquement une cuve connue pour ballon de stockage d’eau chaude, installée en position verticale ; La illustre schématiquement la partie inférieure d’une cuve de stockage d’eau chaude selon un mode de réalisation possible de l’invention, installée en position verticale ; La illustre deux exemples de sections transversales pour l’échangeur de chaleur à serpentin tubulaire utilisé dans une cuve conformément à un mode de réalisation de la présente invention ; La représente une vue en perspective d’un ensemble constitué de l’échangeur de chaleur à serpentin tubulaire de la et d’une pièce tubulaire de raccordement reliant l’extrémité inférieure basse de l’échangeur et une canalisation de sortie de fluide caloporteur ; La représente une vue de côté en élévation de l’ensemble de la ; La représente une vue de dessous de l’ensemble de la ; La représente une vue de dessus de l’ensemble de la ; La donne deux vues comparatives d’une cuve de stockage d’eau chaude de l’art antérieur et d’une cuve de stockage d’eau chaude de même dimension conforme à un mode de réalisation possible de l’invention avec un échangeur de chaleur sensiblement de la même puissance. Description de mode(s) de réalisation Dans les figures, les éléments identiques ou équivalents porteront les mêmes signes de référence. La illustre la partie inférieure d’une cuve de stockage d’eau chaude selon un mode de réalisation non limitatif conforme à l’invention, en position installée verticale sur un sol S. L’échangeur d’énergie calorifique, (ici un échangeur de chaleur) y est représenté vu en coupe. On retrouve ainsi certains des éléments déjà décrits en référence à la , à savoir : - une cuve 1, de préférence en acier, et de préférence émaillée sur sa paroi interne, la cuve 1 comportant une virole 1a de forme généralement cylindrique dont l’axe longitudinal ZZ’ est vertical en position installée ; - un fond bombé inférieur 1b fermant la virole 1a à sa base ; - de préférence, des pieds 1d pour supporter la cuve 1 sur le sol S et la maintenir en position verticale ; - un échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire 4’, destiné à être immergé dans l’eau de la cuve 1 pour transporter un fluide caloporteur entre une canalisation d’entrée 5 de fluide caloporteur et une canalisation de sortie 6 de fluide caloporteur d’un système de chauffage externe, la canalisation d’entrée 5 de fluide caloporteur et la canalisation de sortie 6 de fluide caloporteur étant respectivement reliées à une première extrémité, ici supérieure, et à une deuxième extrémité, ici inférieure, de l’échangeur de chaleur à serpentin tubulaire 4’ afin de chauffer l’eau présente en partie basse de la cuve 1 en position installée ; - un ou plusieurs thermostats 7 pour contrôler la température de l’eau contenue dans la cuve 1 ; et - une trappe d’accès 9 partielle visible fermant une ouverture traversante pratiquée à hauteur d’homme (par exemple dont le centre est à environ 900 millimètres au-dessus du sol) sur la virole 1a. Bien que non visibles sur la , la cuve 1 comporte également (voir , vue (b)) un fond supérieur 1c, de préférence également bombé, pour fermer la partie supérieure de la virole 1a, un piquage d’entrée 2 pour faire entrer de l’eau froide dans la cuve 1 (dans le sens de la flèche F1), et un piquage de sortie 3 pour faire sortir de l’eau chauffée contenue dans la cuve 1 (dans le sens de la flèche F2). Un exemple non limitatif d’échangeur d’énergie calorifique (ici de chaleur) 4’ conforme à l’invention est montré sur la et les différentes figures 4 à 7 : A l’instar de l’échangeur de chaleur 4 connu de la , l’échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire 4’ comprend un premier tronçon tubulaire formant une spirale cylindrique dont les spires 40’ sont non coplanaires et coaxiales à l’axe longitudinal ZZ’, ainsi qu’un deuxième tronçon tubulaire dont une extrémité, ici supérieure, est connectée en série avec une première extrémité, ici inférieure, du premier tronçon tubulaire. Néanmoins ici, et conformément à l’invention, le deuxième tronçon tubulaire forme une spirale dont les spires 41’a, 41’b, 41’c, 41’d et 41’e sont non coplanaires, et sensiblement coaxiales à l’axe longitudinal ZZ’ et ont un rayon de courbure dégressif entre un rayon de courbure maximum et un rayon de courbure minimum, de manière à ce qu’une enveloppe externe du deuxième tronçon suive sensiblement la surface interne du fond bombé inférieur 1b. Dans l’exemple non limitatif de la , correspondant à une cuve d’environ 2000 Litres de contenance, le deuxième tronçon comporte plus précisément quatre spires consécutives 41’a de rayon de courbure identique (formant une portion de spirale cylindrique), reliées à l’extrémité inférieure du premier tronçon, suivies d’une spire 41’b dont le rayon de courbure diminue à partir du rayon de courbure des spires 41’a, suivie d’une spire 41’c dont le rayon de courbure continue de diminuer par rapport à la spire 41’b, suivie d’une spire 41’d dont le rayon de courbure continue de diminuer par rapport à la spire 41’c, suivie d’une dernière spire 41’e dont le rayon de courbure continue de diminuer par rapport à la spire 41’d.Ainsi, les spires 41’b à 41’e ne possèdent pas un rayon constant. Dans la pratique, pour faciliter la fabrication, on peut prévoir de préférence des rayons par quart de tour. Ainsi, chaque spire 41’b à 41’e possèdera alors quatre rayons avec des zones de transition entre chaque rayon. Dans le mode de réalisation non limitatif de la , l’échangeur d’énergie calorifique 4’ est particulièrement adapté pour le fond bombé inférieur 1b de type normalisé dit semi-elliptique, comprenant une calotte sphérique, un rayon de carre et un bord droit cylindrique dont le rayon correspond au rayon de la virole 1a, par exemple un fond normalisé GRC (initiales mise pour « à Grand Rayon de Carre »). En effet, au moins une première spire, ici supérieure, du deuxième tronçon tubulaire à un rayon de courbure maximum (ici les spires 41’a) et s’étend dans la hauteur du bord cylindrique, la dernière spire 41’e, ici inférieure, du deuxième tronçon tubulaire a rayon de courbure minimum et s’étend dans la hauteur de la calotte sphérique, et les trois spires intermédiaires 41’b, 41’c et 41’d ont un rayon de courbure qui décroît. Dans l’exemple non limitatif de cuve illustrée sur les figures, le rayon de courbure maximum est égal au rayon de courbure des spires 40’ du premier tronçon tubulaire. Dans d’autres modes de réalisation, particulièrement ceux dont la hauteur du bord cylindrique du fond bombé inférieur est faible, le rayon de courbure maximum pour les spires 41’a pourrait être inférieur au rayon de courbure des spires 40’. Par ailleurs, différents profils peuvent être utilisés pour le premier tronçon tubulaire et le deuxième tronçon tubulaire. De manière préférentielle, l’échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire 4’ a un profil 43’ de section ovale ou elliptique comme représenté sur les deux vues (a) et (b) de la . Dans d’autres variantes non représentées, la section transversale pourrait être oblongue ou rectangulaire. Dans tous ces cas, cela permet, à surface d’échange calorifique égale, de compacter encore plus l’échangeur 4’ et réduire sa hauteur intrinsèque. Dans ce cas, l’axe de plus grande longueur L du profil de section transversale ovale ou elliptique est de préférence perpendiculaire à l’axe longitudinal ZZ’. Par exemple, pour une cuve de capacité 1000 Litres, on peut choisir un profil de section elliptique dans laquelle la plus grande longueur L de l’ellipse est de l’ordre de 50 à 60 millimètres, et la plus petite longueur de l’ellipse est de 25 ou de 30 millimètres. Dans l’exemple non limitatif des figures est pratiquement intégralement situé dans la hauteur du fond bombé inférieur 1b. Néanmoins, un gain en compacité est obtenu grâce à l’invention même dans le cas où l’échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire 4’ a un profil de section transversale circulaire. Dans tous les cas, l’échangeur d’énergie calorifique est fait à partir de tubes généralement en acier et de préférence émaillés sur leur paroi externe et/ou interne. Les tubes sont de préférence rigides. Les deux tronçons tubulaires peuvent être conçus en une seule pièce, par exemple, ils peuvent être formés à partir d'un seul tube. En variante, ils peuvent également être fabriqués en reliant successivement plusieurs tubes les uns aux autres, par exemple par soudure, brasure ou collage. Le pas utilisé pour les spires du premier tronçon et/ou du deuxième tronçon peut être constant. Sur le mode de réalisation non limitatif de la et des figures 4 à 7, la première extrémité et la deuxième extrémité de l’échangeur de chaleur à serpentin tubulaire 4’ sont reliées respectivement à la canalisation d’entrée 5 de fluide caloporteur et à la canalisation de sortie 6 de fluide caloporteur au niveau de deux ouvertures traversantes pratiquées d’un même côté de la virole, et de préférence alignées verticalement. Dans d’autres modes de réalisation non représentés, la canalisation d’entrée 5 de fluide caloporteur et à la canalisation de sortie 6 de fluide caloporteur pourraient être placées au niveau de deux ouvertures traversantes pratiquées sur deux axes différents, par exemple diamétralement opposés. En outre, dans ce mode de réalisation, la cuve 1 comporte également une pièce tubulaire de raccordement 43’ qui relie une seconde extrémité, ici inférieure, du deuxième tronçon tubulaire (c’est-à-dire l’extrémité de la dernière spire 41’e) à la canalisation de sortie 6 de fluide caloporteur. L’extrémité inférieure du deuxième tronçon tubulaire (c’est-à-dire l’extrémité de la dernière spire 41’e) est de préférence sensiblement située dans un plan contenant l’axe longitudinal ZZ’, comme cela est particulièrement visible sur les figures 2 et 5. Cela simplifie avantageusement l’assemblage de la pièce tubulaire de raccordement 43’. Dans le mode de réalisation non limitatif illustré, le premier tronçon tubulaire forme une spirale cylindrique à pas constant, avec un saut de spire 42’ au niveau de la canalisation de sortie 6 du fluide caloporteur, de manière à être positionné sensiblement en hauteur et angulairement avec cette canalisation de sortie 6. Cela permet avantageusement de placer la canalisation de sortie 6 au niveau de la virole cylindrique, et par conséquent de simplifier la fabrication. Quel que soit le mode de réalisation réalisé, la solution proposée par l’invention permet d’obtenir un échangeur d’énergie calorique 4’ très compact et d’optimiser le placement de cet échangeur dans la cuve pour respecter notamment les récentes contraintes règlementaires. Ces avantages sont particulièrement visibles sur la qui montre côte à côte deux cuves de même capacité posées sur un même sol horizontal S, l’une équipée d’un échangeur de chaleur 4 selon l’art connu décrit en référence à la (vue (a) de la ), l’autre équipée d’un échangeur 4’ selon un mode de réalisation de l’invention cumulant les deux tronçons exposés ci-dessus et le choix d’un profil transversal elliptique pour réaliser les spires des deux tronçons (vue (b) de la ). On a reporté également sur la la ligne imaginaire H. On note sur cette figure que le mode de réalisation conforme à l’invention présenté sur la vue (b) respecte la contrainte règlementaire vu que le niveau supérieur de l’échangeur 4’ est sensiblement au même niveau que cette ligne imaginaire H. En outre, l’échangeur de chaleur à serpentin tubulaire 4’ s’étend intégralement en-dessous du niveau de la trappe d’accès 9. L’intégralité de l’ouverture traversante associée à cette trappe est donc accessible à un technicien de maintenance, ce qui facilite grandement l’inspection de l’état général de l’intérieur de la cuve ainsi que son entretien. Au niveau des entrées/sorties de liquide, on constate que seul le positionnement de la canalisation d’entrée de fluide caloporteur (flèche F3) nécessite d’être modifié. Bien que l’invention ait été plus particulièrement décrite dans le cas d’une cuve de stockage d’eau chaude telle que représentée sur la , les principes de la présente invention sont applicables à des variantes de cuves, sans départir du cadre des revendications : Par exemple, dans l’explication liée à la cuve de la et celle liée à la cuve de la , on a supposé que l’eau chaude sanitaire était celle présente dans la cuve, et que l’échangeur en serpentin était relié, via les canalisation d’entrée et de sortie, à un circuit primaire, ici un système de chauffage externe à la cuve. En variante non représentée, la cuve pourrait faire partie du circuit primaire, auquel cas c’est le piquage d’entrée et le piquage de sortie qui doivent être reliés au système de chauffage externe, et l’eau sanitaire chauffée passerait alors dans l’échangeur en serpentin. Par ailleurs, on a également supposé que la cuve était destinée au stockage d’eau chaude, ce qui explique : - d’une part, un positionnement de l’échangeur 4’ en partie inférieure de la cuve, du piquage d’entrée en partie basse, du piquage de sortie en partie haute, et un positionnement de la canalisation d’entrée au-dessus de la canalisation de sortie. - d’autre part, l’utilisation d’un système de chauffage externe. En variante non représentée, la cuve pourrait être destinée au stockage d’eau froide, auquel cas il faudrait intervertir les positionnements précédents, et utiliser un système de refroidissement externe à la place du système de chauffage externe. Bien entendu, l’échangeur 4’ serait alors un échangeur de froid, et sa position se retrouverait inversée selon un plan horizontal par rapport aux positions montrées sur les figures. En d’autres termes, le deuxième tronçon serait alors destiné à suivre le fond bombé fermant l’extrémité supérieure de la virole. Par ailleurs, on a également supposé que l’échangeur de chaleur 4’ était le seul moyen de chauffe. En variante non représentée, la cuve 1 pourrait disposer d’un autre moyen de chauffe principal, situé dans la partie basse de la cuve, et l’échangeur de chaleur 4’ pourrait faire partie d’un moyen de chauffe d’appoint, situé en partie haute de la cuve, et sa position se retrouverait inversée selon un plan horizontal par rapport aux positions montrées sur les figures de sorte que son deuxième tronçon suivrait le fond bombé fermant l’extrémité supérieure de la virole. L’autre moyen de chauffe principal pourrait être également un échangeur de chaleur conforme aux figures 2 à 7 de l’invention. Cuve (1) de stockage d’eau comprenant une virole (1a) de forme sensiblement cylindrique dont l’axe longitudinal (ZZ’) est vertical en position installée, un fond bombé (1b) fermant une extrémité de la virole (1a), et un échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire (4’) destiné à être immergé dans l’eau de la cuve (1) pour transporter un fluide caloporteur entre une canalisation d’entrée (5) de fluide caloporteur et une canalisation de sortie (6) de fluide caloporteur, la canalisation d’entrée (5) de fluide caloporteur et la canalisation de sortie (6) de fluide caloporteur étant respectivement reliées à une première extrémité et à une deuxième extrémité de l’échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire (4’), ledit échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire (4’) comprenant un premier tronçon tubulaire formant une spirale cylindrique dont les spires (40) sont coaxiales à l’axe longitudinal (ZZ’) et un deuxième tronçon tubulaire dont une extrémité est connectée en série avec une première extrémité du premier tronçon tubulaire, caractérisée en ce que ledit deuxième tronçon tubulaire forme une spirale dont les spires (41’a - 41’e) sont sensiblement coaxiales à l’axe longitudinal (ZZ’) et ont un rayon de courbure dégressif entre un rayon de courbure maximum et un rayon de courbure minimum, de manière à ce qu’une enveloppe externe du deuxième tronçon suive sensiblement la surface interne du fond bombé (1b). Cuve (1) selon la revendication 1, dans laquelle le fond bombé (1b) comprend une calotte sphérique, un rayon de carre et un bord droit cylindrique dont le rayon correspond au rayon de la virole (1a), dans laquelle au moins une première spire (40’) du deuxième tronçon tubulaire a un rayon de courbure dégressif à partir du rayon de courbure maximum et s’étend dans la hauteur du bord cylindrique, et dans laquelle une dernière spire (41’e) du deuxième tronçon tubulaire a un rayon de courbure dégressif à partir du rayon de courbure minimum et s’étend dans la hauteur du rayon de carre ou de la calotte sphérique. Cuve (1) selon la revendication 2, dans laquelle le rayon de courbure maximum est égal au rayon de courbure des spires (40’) du premier tronçon tubulaire. Cuve (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire (4’) a un profil (44’) de section transversale ovale ou elliptique, ou oblongue, ou rectangulaire. Cuve (1) selon la revendication 4, dans laquelle l’axe de plus grande longueur (L) du profil de section transversale est perpendiculaire à l’axe longitudinal (ZZ’). Cuve (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire (4’) a un profil de section transversale circulaire. Cuve (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la première extrémité et la deuxième extrémité de l’échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire (4’) sont reliées respectivement à la canalisation d’entrée (5) de fluide caloporteur et à la canalisation de sortie (6) de fluide caloporteur au niveau de deux ouvertures traversantes pratiquées dans la virole (1a). Cuve (1) selon la revendication 7, dans laquelle les deux ouvertures traversantes sont alignées verticalement. Cuve (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant une pièce tubulaire de raccordement (43’) reliant une seconde extrémité du deuxième tronçon tubulaire et la canalisation de sortie (6) de fluide caloporteur. Cuve (1) selon la revendication 9, dans laquelle la seconde extrémité du deuxième tronçon tubulaire est sensiblement située dans un plan contenant l’axe longitudinal (ZZ’). Cuve (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier tronçon tubulaire forme une spirale cylindrique à pas constant, avec un saut de spire (42’) au niveau avec la canalisation de sortie (6) du fluide caloporteur. Cuve (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre une trappe d’accès (9) fermant une ouverture traversante pratiquée à hauteur d’homme sur la virole (1a), dans laquelle ledit échangeur d’énergie calorifique à serpentin tubulaire (4’) s’étend intégralement en-dehors de la trappe d’accès (9). Cuve (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un piquage d’entrée (2) pour faire entrer de l’eau dans la cuve (1), et un piquage de sortie (3) pour faire sortir de l’eau contenue dans la cuve (1). Cuve (1) selon la revendication 13, dans laquelle : - le fond bombé (1b) ferme l’extrémité inférieure de la virole (1a) en position installée de la cuve ; et - soit la canalisation d’entrée (5) et la canalisation de sortie (6), soit le piquage d’entrée (2) et le piquage de sortie (3), sont reliés à un système de chauffage externe. Cuve (1) selon la revendication 14, dans laquelle ledit piquage d’entrée (2) est réalisé sur le fond bombé (1b), et le piquage de sortie (3) est réalisé sur un fond supérieur (1c) fermant une extrémité supérieure de la virole (1a). Cuve (1) selon la revendication 13, dans laquelle : - le fond bombé ferme l’extrémité supérieure de la virole (1a) en position installée de la cuve ; et - soit la canalisation d’entrée (5) et la canalisation de sortie (6), soit le piquage d’entrée (2) et le piquage de sortie (3), sont reliés à un système de refroidissement externe.