APPARATUS FOR HEATING WATER IN A CENTRAL HEATING SYSTEM

Abstract: 1. Apparatus for producing hot water, for a central heating circuit (22) with an outlet (23) and a return (24) of the type comprising : - a hot water-producing generator, such as a central heating boiler (11, 14) or a heat accumulator with hydroaccumulation (15), through which flows the water of the central heating circuit (22) and in which said generator comprises a connector (20) placed in low position ; - a modular element (10) for electrical heating adapted on the upper part of said generator, constituted by an enclosure (1) through which the heating circuit water (22) also flows and in which may circulate the hot water flowing out of said generator (11, 14, 15), said enclosure comprising : at least one horizontal electric heating element (3) ; at least a first connector (5) connecting the enclosure (1) of the module (10) to the high part of said hot water generator (11, 14, 15) ; at least a second connector (6) connecting the enclosure (1) either to the outlet pipe (23) of the central heating circuit (22), or to the tank producing sanitary hot water (16), or separately and distinctly to one and the other, said connector being placed on one face of the enclosure (1) distinct from that comprising the first connector (5) ; at least a third connector (26) placed on a lateral face of said enclosure (1) ; - and a control box controlling the electrical supply and the programming of the module (10) and of the generator (11, 14, 15) ; characterized : - on the one hand, in that the first connector (5) connects the low part of the enclosure (1) to the high part of said generator (11, 14, 15) and is permanently open : - on the other hand, in that said apparatus comprises switching means (25) controlled by a motor (30), which latter is supplied with electricity and programmed by the control box, in order to connect : either the enclosure (1) via the third connector (26) to the return (24) of the central heating circuit (22) when the electrical heating element (3) of the module (10) is operative, so that the water flowing out of said return circuit (24) is entirely directed onto said enclosure (1) ; or the generator (11, 14, 15) via the connector (20) situated at the low part of said generator (11, 14, 15) to the return circuit (24) of the central heating (22), so that the water flowing out of said return circuit (24) is entirely directed onto said generator (11, 14, 15) when said generator (11, 14, 15) is switched on.

Description: ELEMENT MODULAIRE ADDITIONNEL DE CHAUFFAGE CENTRAL ET GENERATEUR DE CHAUFFAGE CENTRAL AINSI EQUIPE. L'invention concerne un nouvel élément chauffant modulaire additionnel pour générateur de fluide chaud. Comme on le sait, dans le chauffage central ou dans la production d'eau chaude sanitaire, on cherche de plus en plus à diversifier les sources d'énergie. On a par exemple proposé d'utiliser des générateurs mixtes conçus pour fonctionner avec plusieurs combustibles possibles (mazout ou gaz-mazout ou combustible solide - gaz ou com bustible solide - combinaison des trois), le passage d'un combustible à l'autre étant instantané. Cette solution, qui se développe de plus en plus, présente encore l'inconvénient de nécessiter un investissement et un coût d'exploitation assez élevé. Pour augmenter encore la souplesse d'utilisation des générateurs et améliorer leur rendement d'exploitation, on a suggéré de connecter ces générateurs à une énergie supplémentaire : l'électricité. Cette dernière présente en effet l'avantage d'être économique en utilisation en heures à tarification favorables à l'électricité, silencieuse pour l'utilisation de nuit, non polluante et pratique pour la production d'eau chaude sanitaire en été. Pour ce faire, on a proposé de placer des bougies fixes, chauffées à l'électricité dans la partie basse de la chaudière, notamment mixte. Cette solution, bien qu'exploitée, présente encore l'inconvénient de chauffer la totalité du fluide caloporteur (eau), ce qui entrante une grande déperdition calorifique et une grande inertie thermique. Dans la demande de brevet allemand ne 2 021 579, on a décrit une chaudière comportant dans le circuit chaudière un réchauffeur additionnel indépendant de la chaudière, mais disposé à l'endroit le plus bas. Ce réchauffeur es associé à un commutateur électrique destiné à le brancher pendant les heures à tarification favorables à l'électricité. Cette disposition ne permet ni le raccordement à un accumulateur thermique à hydroaccumulation, ni le couplage avec un ballon d'eau chaude sanitaire, ni la mise hors circuit de la chaudière tradition tionnelle lorsque l'on ne veut utiliser que l'élément additionnel électrique. L'invention pallie ces inconvénients. Elle concerneun élément modulaire perfectionné, dont l'originalité est d'être facilement adaptable aux générateurs traditionnels et qui permet économiquement - soit de chauffer électriquement pendant les heures favorables à cette tarification, - soit de simplement produire l'eau chaude sanitaire en été, - soit d'apporter un complément de chauffage, - soit d'assurer le chauffage à partir de l'énergie électrique, sans que le circuit de retour du chauffage central transite dans la chaudière traditionnelle, de façon à éviter des déperditions inutiles, et qui soit polyvalent quant à son adaptabilité aux différentes sortes de générateurs de fluide caloporteur. Cet élément modulaire additionnel de chauffage destiné à être adapté sur le haut d'un générateur traditionnel de production d'eau chaude pour chauffage central, tel qu'une chaudière de chauffage central, ou un accumulateur thermique à hydroaccumulation, du type comportant une enceinte formant réservoir dans laquelle peut circu ler l'eau chaude issue dudit générateur, se caractérise en ce qu'il présente - au moins un élément chauffant fonctionnant à l'électricité disposé horizontalement dans ladite enceinte, destiné à chauffer l'eau en circulation, - au moins un premier raccord destiné à relier ladite enceinte à la partie haute du générateur traditionnel d'eau chaude, - au moins un secondraccord destiné à relier ladite enceinte soit au circuit de chauffage, soit à un ballon de production d'eau chaude sanitaire, soit séparément et distinctement à l'un et à l'autre, disposé sur une face de l'enceinte distincte de celle comportant le premier raccord. Le plus généralement, le fluide caloporteur est 1 'eau. Avantageusement - l'enceinte est en tôle métallique isolée thermiquement, - l'élément chauffant est amovible ou fixe ; dans le premier cas (élément amovible), l'enceinte est traversée par des gaines métalliques où l'on place alors l'élément chauffant, qui peut être ainsi facilement remplacé sans avoir à vidanger l'installation, de sorte qu'en outre, la puissance de chauffage est ainsi facilement adaptable en fonction des besoins ; dans le second cas (élément fixe), ce peut être un thermoplongeur visssé sur l'enceinte ; le plus généralement, on a une rangée de plusieurs éléments chauffants, voire plusieurs rangées superposees ; l'alimentation électrique peut être mono ou multi-phasés ; de même, l'ensemble des éléments chauffants est relié à des organes classiques de régulation de même, ces différents éléments chauffants peuvent être associés de manière connue à des moyens de programmation permettant de les faire agir en fonction des besoins ou des coûts d'énergie - les raccords peuvent être de formes très variées à bride, à joint, conique, union, fileté, sou dé, etc. placés de chaque côté de l'enceinte, ils peuvent être uniques ou multiples selon la nature des générateurs auxquels ils doivent se raccorder - l'élément chauffant horizontal électrique est placé dans une gaine soudée sur l'enceinte ou est constitué par un thermoplongeur fixé à cette enceinte - le second raccord est disposé par rapport au premier raccord, soit sur une face latérale, soit sur la face opposée et est éventuellsnent décalé par rapport à ce premiEr raccord - les éléments chauffants électriques sont associés à des moyens de programmation permettant de les mettre en marche en fonction des coûts de l'énergie électrique et des besoins. Dans un mode de réalisation perfectionné et préféré, cet élément modulaire additionnel de chauffage se caractérise - d'une part, en ce que ladite enceinte présente sur une de ses faces latérales un raccord connectable au circuit de retour de l'eau chaude du chauffage central, de façon à éviter le transit de l'eau de chauffage par le générateur lorsque le module est en fonctionnement. - et dtautre part, en ce qu'il est associé à des moyens permettant de connecter soit ledit raccord audit circuit de retour lorsque l'on fait fonctionner l'élément chauffant électrique horizontal, soit le raccord situé à la partie basse de 1 ' enceinte du générateur au circuit retour du chauffage central lorsque le générateur est mis en fonctionnement. En pratique, cet élément modulaire perfectionné - est placé sur le haut du générateur et éventuellement le ballon de production d'eau chaude sani aire à l'intérieur d'une carrosserie commune à tous les éléments - est entouré d'un isolant thermique sur toutes ses faces, cet isolant étant également placé tout autour du générateur et éventuellement du ballon de production d'eau chaude sanitaire et toLt particulièrement entre le module et le générateur et spécialement entre la face inférieure de l'enceinte du module et la face supérieure de lten- ceinte du générateur, - est associé à une armoire d'alimentation électrique et de programmation du module, du générateur, et éventuellement de la production d'eau chaude sanitaire, et des moyens permettant de consecter ledit raccord audit circuit de retour de l'eau de chauffage central. Avantageusement - cet élément modulaire peut avoir une puissance calorifique inférieure à celle du générateur lorsque la tarification du fournisseur de courant électrique conduit à une tarification élevée pendant les périodes de grand froid - le moyen permettant de connecter le raccord de l'enceinte sur le circuit retour de chauffage central est constitué par une vanne de commutation à trois voies, lesdites voies étant reliées respectivement audit raccord, au circuit retour de chauffage central et au retour normal chauffage central relié au bas du générateur ; cette vanne est associée à une motorisation destinée à la faire pivoter lorsque l'on passe du système de chauffage par le générateur au chauffage par l'élément électrique horizontal de l'enceinte - la production d'eau chaude sanitaire peut être réalisée par un ballon à double paroi, mais elle peut l'être également par un serpentin placé à l'intérieur du module soit autour, soit au-dessus des éléments électriques chauffants, de façon à réaliser une production d'eau chaude dite "instantanée" 7 - en été, pour la seule production d'eau chaude sanitaire, la puissance électrique du module consacrée à cette production n'est qu'une fraction de sa puissance nominale - le départ d'eau chaude vers le chauffage central est disposé soit sur le haut du réservoir de production d'eau chaude sanitaire, soit sur le haut d'une des faces latérales de l'enceinte du module, suivant que l'on admet que la circulation d'eau chaude destinée au chauffage central puisse à certain moment prendre des calories au ballon, ou au contraire conserver une accumulation maximum de calories dans le ballon - la mise en fonctionnement des éléments chauffants électriques et du moyen permettant de connecter le retour d'eau du circuit de chauffage central au raccord tel que défini ci-dessus, est lié soit au changement de tarification du fournisseur d'électricité, soit à la température extérieure de l'habitation - pour améliorer la rigidité de l'ensemble modulegénérateur, en plus du raccord de liaison, au moins une entretoise est interposée entre le module et le générateur - pour diminuer les déperditions calorifiques du module vers le générateur, le manchon de liaison et l'entretoise ont des sections minimum compatibles avec leurs fonctions - le raccord situé à la partie supérieure du module est une bride lorsqu'il est relié à un ballon de production d'eau chaude sanitaire et un tube fileté lorsqu'il est relié directement au circuit de chauffage central. Comme dit, l'élément modulaire caractéristique de l'invention est adaptable aux différents types connus d'appareils de production de fluide caloporteur chaud - soit par chaudière, - soit par un accumulateur à hydroaccumulation. Il se place avantageusement entre la sortie supérieure du générateur de fluide chaud (départ du circuit de chauffage) et, selon le cas, soit l'entrée du ballon d'eau chaude sanitaire, soit l'entrée du circuit de chauffage central, soit les deux combinés séparément et dis tintement La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent donnés à titre indicatif et-non limitatif à ltappui des figures annexées. Les figures 1 à 4 représentent schématiquement un élément modulaire électrique optionnel polyvalent chauffant selon l'invention respectivement - en coupe (figure 1), - en vue de l'extérieur (figure 2), - en vue selon l'axe "-B (figure 3), - en vue de dessus (figure 4), à échelle réduite en largeur. Les figures 5 à 9 montrent schématiquement la manière dont cet élément peut être adapté à différents générateurs de fluide de chauffage. Les figures 10 à 14 représentent schématiquement d'autres formes de réalisation de cet élément modulaire. Les figures 15 à 28 représentent le mode d'exécution préféré de l'élément modulaire perfectionné conforme à l'invention avec raccord directement connectable au circuit de retour de l'eau chaude de chauffage central. La figure 15 est une représentation schématique d'une installation de chauffage central conforme à 1 'in- vention formée par une chaudière associée à un réservoir de production d'eau chaude sanitaire et comportant un élément modulaire caractéristique de l'invention. Le raccord permettant le raccordement direct du module électrique au circuit de retour du chauffage central peut être situé sur la face latérale droite, la face latérale gauche ou la face arrière de l'élément modulaire. La figure 16 est une autre forme de réalisation d cet élément modulaire caractéristique perfectionné. Les figures 17 et 18 représentent un autre mode d'exécution de cet élément modulaire respectivement vue de côté et vue de dessus (à comparer aux ligures 2 et 4). Les figures 19 à 22 représentent deux formes d'exé- cution de cet élément modulaire comportant un serpentin de production d'eau chaude sanitaire intégré destiné à permettre une production d'eau chaude dite instantanée. Ce serpentin (35) en forme de spirale est placé soit autour de cet élément chauffant (voir figures 19 et 20 respectivement vue en coupe et vue de dessus), soit auFdessus de cet élément (voir figures 21 et 22). La figure 23 est une autre forme d'exécution de l'invention dans laquelle l'élément modulaire est relié directement au circuit de chauffage central. La figure 24 montre une autre forme d'exécution de l'invention dans laquelle cet élément modulaire (10) come porte une production d'eau chaude sanitaire, dite "instantanée", réalisée par un serpentin (35) en forme de spirale placé dans l'enceinte (1) autour des éléments électriques chauffants (3), relié au circuit d'eau chaude sanitaire (18-19). Enfin, les figures 25 à 28 représentent les schémas électriques de câblage de l'ensemble générateur (11-15), module (10) et s'il y a lieu ballon (16) ou serpentin (35). En se référant aux figures 1 à 4, cet élément se compose essentiellement - d'une enceinte (1) formant réservoir en tôle métallique isolé thermiquement - d'une pluralité de gaines (2), soudées à l'enceinte (1) et la traversant horizontalement de part en part - d'éléments chauffants (3) (bougies, etc.) placés dans lesdites gaines (2) ayant chacun une tête (4) de raccordement électrique (par exemple chaque bougie peut avoir une puissance de 3000 watts) - une bride femelle (5) placée au bas de l'enceinte (1) destinée à raccorder celle-ci sur la sortie de la réserve du générateur de fluide caloporteur (par exemple départ du circuit de chauffage d'une chaudière) - d'une bride mâle (6) avec ses filetages de raccord (7) placée sur le dessus de l'enceinte (1) et destinée à la raccorder soit au circuit de production d'eau chaude sanitaire, soit au circuit de chauffage, soit à la combinaison des deux. Comme dit, ces raccords ou brides (5) et (6) peuvent être soit simples comme représentés, soit multiples. Ils peuvent même être d'un autre- type (raccords union, raccords à joint, etc.) selon la nature et la structure des éléments auxquels on désire raccorder cette enceinte modulaire (1). Les figures 5 à 9 montrent différentes mises en place de cet élément modulaire de chauffage caractéristique de l'invention, qui est désigné par la référence générale (10). La figure 5 montre cet élément racoordé à une chaudière à un seul type de combustible, par exemple à mazout (11) juste entre le haut de la voûte (12) du circuit d'eau réchauffée (départ du circuit de chauffage) et l'entrée de ce circuit de chauffage (13) ; la référence (20) désigne le retour de chauffage. Dans la figure 6, on a substitué à la chaudière (11) de la figure 5 une chaudière (14) mixte à plusieurs combustibles. Ces deux formes de réalisation sont particulièrement adaptées pour un chauffage supplémentaire d'appoint en période particulièrement plus froide, notamment pendant les heures de nuit ou à un chauffage de remplacement de nuit. Dans la figure 7, la chaudière (11) de la figure 5 a été remplacée par un accumulateur (15). On le sait, un acoumulateur est un organe qui stocke par accumulation une eau chauffée, par exemple au moyen d'une pompe solaire, d'une pompe à chaleur ou même d'une chaudière traditionnelle. Cet accumulateur peut être lui-même une chaudière à accumulation. L'élément additionnel modulaire polyvalent (10) permet dans ce cas, soit d'apporter le complément de chaleur nécessaire pour amener l'eau à la bonne température, soit même de se substituer à l'accumutateur si celui-ci ne fonctionne pas. La figure 8 montre cet élément (10) disposé entre l'accumulateur (15) et un réservoir d'eau chaude sanitaire (16) ; les références (17, 18 et 19) symbolisent respectivement dans l'ordre, l'arrivée d'eau froide, le départ d'expansior et le départ d'eau chaude sanitaire. Sur la figure 9, on a substitué à l'accumulateur (15) une chaudière (11) à un seul type de combustible, mais qui peut être également une chaudière mixte à plusieurs combustibles. Les deux montages illustrés aux figures 8 et 9 sont particulièrement intéressants pour la production d'eau chaude en été, notamment pendant les heures à tarification favorable à 1'é9ectricité. Si le plus généralement, les deux raccords (5) et (6) simples ou multiples sont situés sur deux faces opposées de l'enceinte (voir notamment figures 1 à 10 et 12, 13), ils peuvent également être situés sur des faces distinctes, mais non opposées. Par exemple, le second raccord (6) peut être situé sur une face latérale (figure 11) ou sur une face arrière (figure 14). Ces différentes dispositions facilitent en outre la circulation du fluide caloporteur. En se référant aux figures 15 et suivantes, l'équi- pement préféré selon l'invention se compose d'un générateur traditionnel de production d'eau chaude pour chauffage central d'un type quelconque (combustib-le, liquide, solide ou gazeux) (11) ou un accumulateur thermique à hydroaccumulation (15). Ce générateur présente sur le haut un manchon fileté (5) disposé sur la face supérieure de son enceinte destinée à relier le circuit d'eau chaude dudit générateur à l'élément modulaire (10) chauffé par les éléments électriques horizontaux (3). De façon à améliorer la rigidité de l'ensemble, au moins une entretoise (37) est fixée par soudure sur la face inférieure du module (10) et sur la face supérieure du générateur (11-15). En partie basse de l'enceinte de ce générateur traditionnel (11) ou (15), est placé un raccord classique (20) relié au circuit de retour (24) du chauffage central (22). Une vanne de commutation à trois voies (25) est placée en amont dudit raccord (20) L'élément modulaire (10) chauffé à l'électricité par les éléments horizontaux (3), tels que par exemple au moyen de bougies formées par des résistances noyées dans des pièces en céramique enserrées dans un tube étanche ou par des thermoplongeurs, présente sur le haut et en son centre une bride (6) le reliant au bas d'un réservoir (16) d'eau chaude sanitaire. Ce réservoir (16) comporte en outre une arrivée d'eau froide (17), une connection au vase d'expansion (18) et une sortie d'eau chaude sanitaire (19). La référence 13) désigne un raccord classique relié au conduit (23) de départ d'eau chaude vers le chauffage central symbolisé par la référence (22) dont le circuit de retour est référencé (24). Ce circuit de retour (24) est relié à une vanne de commutation à trois voies (25) elle-même reliée à son tour au raccord (20) par le conduit (28) et par un autre conduit (29) au raccord (26), tel qu'un manchon fileté, disposé à la base de l'une des faces latérales (27) de l'enceinte (1) de l'élément modulaire (10). Cette vanne de commutation à trois voies (25) est commandée par un moteur électrique (30) associé soit à la commande de mise en fonctionnement des éléments chauffants électriques (3), soit à la mise en fonctionnement du brûleur du générateur si celui-ci fonctionne au mazout, au gaz ou au propane, soit à la sonde de contrôle de la température de l'eau de l'enceinte du générateur (15) s'il s'agit d'un accumulateur thermique à hydroaccumulation, ou (11) s'il s'agit d'une chaudière à combustible solide. Ce moteur (30) fait tourner cette vanne (25) lorsque l'on branche les éléments électriques (3) de façon à ce que le retour (24) soit connecté au conduit (23) branché sur le raccord (26) de l'élément modulaire horizontal électrique (10) et non plus au conduit (28) relié au raccord (20) du générateur (11) ou (15). La référence (31) désigne une matière isolante telle que par exemple de la laine de verre, placée entre la partie inférieure de l'élément modulaire (10) et la partie supérieure du générateur (11) ou (15) de façon à éviter des déperditions calorifiques de l'élément (10) vers le générateur (11). Le générateur (11) ayant, de par sa conception, une grande surface périphérique et étant, d'autre part lorsqu'il s'agit d'une chaudière à mazout, à gaz, à propane, à bois ou à charbon en liaison avec une cheminée, se trouve être une source importante de déperditions. Le matériau isolant (31) est également placé tout autour du générateur (11), (15) du module (10) et éventuellement, s'il existe, du ballon de production d'eau chaude sanitaire (16). Tout cet ensemble se trouve placé à l'intérieur d'une carrosserie (38). La forme de réalisation préférée illustrée aux figures 15 à 28 présente l'avantage d'un fonctionnement automatique d'une très grande fiabilité quelque soit le combustible ou la combinaison module-générateur retenue Lorsque le module électrique est en fonctionnement, elle permet d'éviter des déperditions calorifiques par la surface extérieure du générateur, que celui-ci soit constitué par une chaudière ou un accumulateur thermique à hydroaccumulation. Elle permet également d'éviter des déperditions calorifiques par circulation d'air à l'intérieur de l'enceinte du générateur et entralnement des calories vers la cheminée lorsqu'il s'agit d'une chaudière. Enfin, la disposition selon l'invention diminue le volume d'eau à chauffer, puisque l'eau située dans l'enceinte du générateur n'est plus en circulation. Comme déjà dit, l'isolant (31) est avantageusement placé entre la face inférieure de l'enceinte du générateur (10) et la face supérieure de l'enceinte du générateur (11-15). Dans une variante montrée à la figure 16, l'élément modulaire (10) peut présenter un raccord (32) ou (32') (droite ou gauche) destiné à être commuté au conduit (23) de départ d'eau chaude du chauffage central (22) disposé sur la même face latérale (27) de ltenceinte (1) et qui est dans ce cas destiné à remplacer le raccord précédent (13) qui n'est alors pas utilisé. Ce mode dei raccordement peut être retenu lorsque l'on désire que la température de l'eau chaude sanitaire ne soit pas modifiée et perturbée par la température de l'eau du circuit de chauffage central. De même, en pratique (voir aussi figure 16)s c peut avoir un raccord retour (26) à droite et à gauche (26') qui, au choix de l'installateur, sera soit obstrué, soit relié au circuit de retour (29) (selon que l'on a affaire à une installation droite ou gauche). Si l'on désire améliorer l'échange thermique à l'intérieur de l'élément modulaire (10), et si l'on désire mieux répartir à l'intérieur de cet élément modulaire la circulation de l'eau chaude et éviter des surchauffes en certains endroits de cet élément modulaire, on peut amé- nager à l'intérieur de l'enceinte (1) soit des chicanes, soit prolonger les manchons (26) ou (26') par un tube (36) de façon à ce que l'arrivée d'eau se fasse à l'intérieur de l'enceinte (1) à l'opposé du raccord de départ (32) ou (32') ou de la bride ou du raccord (6). Dans ce cas, des orifices sont percés le long de ce tube interne (36) pour répartir l'introduction d'eau à l'intérieur de l'en- ceinte (1). Le raccord (26) est placé sur le bas de la face latérale (27) de l'enceinte (1). Mais si le plus généralement ce raccord est placé sur la face latérale (27) droite ou gauche pour des facilités de raccordement, on peut également le placer sur la face latérale (27) arrière (voir figures 17 et 8). La figure 23 montre une forme de réalisation sanz réservoir de production d'eau chaude sanitaire (16). Dans cette forme de réalisation le raccord du haut (6) de l'élément modulaire (10) est relié. directement alors au conduit (23) du circuit de départ du chauffage central. Les figures 19 à 22 montrent respectivement, vue en coupe et vue de dessus, deux formes de réalisation dans lesquelles la production d'eau chaude sanitaire n'est plus effectuée par un ballon /16) situé à la partie supérieure de l'élément modulaire (10) mais par un tube en forme de serpentin (35) placé dans l'élément (10) soit autour des éléments électriques chauffants horizontaux (3) (figures 19 et 20), soit au-dessus de ces éléments chauffants (3) (figures 21 et 22). Ces formes de réalisation présentent l'avantage de conduire à un matériel de moi:.dre encombrement et de moindre coût qu'un ballon traditionnel (16). Dans les configurations correspondant à ces figures 19 à 22, ie départ (18) de liaison avec le vase d'expansion n'est donc plus nécessaire. Le accord (6) étant placé en partie haute de l'ensemble générateur (11-15) auquel est adjoint l'élément modulaire électrique horizontal (10), le vase d'expansion est dans cette configuration raccordé au circuit (23). La mise en service ou l'arrêt de l'élément (10) et du geséra- teur (11), (15) dépendent soit de la tarification du courant électrique, voire de la température extérieure. Dans le premier cas, ce changement de tarification est provoqué, en télécommande, par une impulsion à l'initiative du fournisseur de courant. Cette impulsion agit sur le relais (42) placé sur le tableau de l'abonné, ledit relais est relié électriquement à un autre relais (50) de l'armoiredde commande de l'ensemble module (10) - générateur (11 ou 15), permettant ainsi une mise en fonctionnement ou un arrêt du module (10) (voir igure z Si le générateur (11) est une chaudière à combustible liquide ou gazeux, ce générateur est mis en fonctionnement lorsque le module est mis à l'arrêt et vice versa. Si le générateur (11) est une chaudière à combustible solide, comme précédemment, la mise en route ou l'arrêt du module (10) est provoquée par télécommande de la même façon, mais de plus larmoie de commande permet à l'utilisateur, lorsque la télécommande met en arrêt le module (10), de le maintenir en fonctionnement par le sélecteur manuel (41) s'il ne désire pas mettre en service le générateur (11) à combustible solide. D'autre part, si l'utilisateur désire privilégier le fonctionnement sur combustible solide, l'armoire de commande n'autorise le fonctionnement du module électrique (10); que si la température de l'eau du circuit de chauffage central est, à la sortie dudit générateur, inférieure à un seuil fixé par la sonde (43) située sur le générateur. Si le générateur (15) est un accumulateur à hydroaccumulation lié à une source de chaleur extérieure, qui peut être par exemple un panneau solaire, le processus est identique à celui qui vient d'être décrit pour le générateur à combustible solide. Dans le second cas où l'on prend en considération la température extérieure à l'habitation à chauffer, cette condition n'est qu'optionnelle et non impérative. Elle ne correspond d'ailleurs qu'au cas d'un ensemble module (10) générateur (11), lorsque ledit générateur (11') est une chaudière à combustible liquide ou gazeux. Dans ce cas, lorsque la température extérieure est inférieure à un seuil fixé par l'utilisateur (ce seuil est en effet variable en fonction des régions et des sites et correspond à une déperdition de l'habitation égale à la puissance calorifique utile du module (10)), l'armoire de commande dont le fonctionnement se trouve alors être également asservi à une sonde de détection de température placée à l'extérieur de l'habitation, coupe le fonctionnement duz module électrique (10) et met en service le générateur (11). Lorsque la température devient supérieure à ce seuil, le processus s'inverse. La conception de l'armoire de commande permet - la mise sous tension ou non du moteur (30) de la vanne (25), ainsi que la sonde (43) de détection de température de l'eau dans l'enceinte du générateur (11) lorsque celui-ci est soit une chaudière à combustible solide, soit un accumulateur thermique (15) à hydroaccumu latin; ; - la mise sous tension ou non de l'ensemble des équipements électriques du module (10) et du générateur (11) lorsque ce générateur est une chaudière à combustible liquide ou gazeux - de fonctionner suivant les automatismes tels que définis précédemmment - à tout moment, à l'utilisateur, dans tous les cas et de façon sélective, par commande manuelle (41), de privilégier soit le fonctionnement du module (10), soit le fonctionnement du générateur (11), (15) quelque soit le mode de tarification et quelque soit la température extérieure - de mettre hors service par le commutateur (57) une fraction de la puissance du module (10) de façon à libérer cette puissance électrique pour d'autres usages, par mise hors circuit d'un ou deux étages de puissance. Par ailleurs, le module (10) et le générateur (11), (15) ont leur propre régulation thermique destinée à asservir le fonctionnement de chacun à la température de l'eau située dans leur enceinte. Lorsqu'une production d'*au chaude sanitaire est associée au module (10) et au générateur (11), (15), conformément aux figures 19 à 22, cette régulation thermique est également asservie à la température de l'eau sanitaire à l'intérieur du ballon (16) par une sonde (45) ou du serpentin (35) par une sonde (44). En été, avantageusement, la puissance du module (10) nécessaire à la seule production d'eau chaude est réduite à partir de l'armoire centrale par une commande manuelle (40), par mise hors circuit de plusieurs étages de puissance. La puissance calorifique des éléments chauffants é- lectriques (35 de l'élément (10) peut être avantageusement inférieure à celle du générateur (11) ou (15). De la sorte, lors des périodes de froid plus intense, on utilise essentiellement ce gé-nérateur (11) ou (15) alors que pendant les période moins froides, on fait appel à l'élément modulaire é trique (10). Cette configurat on permet de réduire le niveau de la puissance électrique souscrite par l'utilisateur. Elle diminue en conséquence le montant de son abonnement fixe. Elle permet d'autre part de diminuer la consommation d'électricité pendant les périodes les plus froides, périodes pendant lesquelles le fournisseur d'électricité est amené à faire face aux demandes les plus fortes. La figure 25 montre le schéma électrique du circuit commande de l'ensemble module (10)-générateur (11), (15) et vanne trois voies de connection conformes à la figure (19-20). Ici l'interrupteur général (40) assure la mise sous tension de tous les organes électriques de cet ensemble. La sonde (43) est utile dans la mesure où le générateur (11) est une chaudière à combustible solide ou un générateur à hydroaccumulation (15). Les sondes de régulation (47) et de sécurité (48) ainsi que le relais correspondant (53) sont utiles dans le mesure où le générateur (11) est un générateur à combustible liquide ou gazeux. La sonde de température extérieure est également utile dans la mesure où le programmateur est asservi à cette température. Le sélecteur ( > 41) en position droite correspond à un fonctionnement exclusif au moyen du générateur (11) ou (15). Dans ce cas, le relais (53) est excité et permet alors le fonctionnement de ce générateur. Le relais (50) n'étant pas excité, le bobinage (54) du moteur (30) permet donc de faire tourner la vanne (25) dans le sens qui permet la circulation du fluide de retour de chauffage central vers le générateur (11) ou (15). Le sélecteur (41 )en position milieu, correspond à un fonctionnerent exclusif au moyen du module électrique (10) dans la mesure où la source de température (43) du générateur à combustible solide ou à hydroaccumulation l'autorise. Lorsque c'est effectivement le cas, le relais (50) excité, coupe l'alil;entation du relais (53) et alimente le bobinage (55) du moteur (30) qui oblige la vanse (25) à tourner dans le sens qui permet la circulation du fluide de retour du chauffage central vers le module (10). Le sélecteur ( > 41) en position gauche correspond au fonctionnement en automatique du générateur (11-15) ou du module (10), soit en fonction de la tarification du fournisseur de courant, soit en fonction du niveau de température extérieure, soit des eux combinés. En période de basse tarification, ce relais (42) commandé à distance par le fournisseur de courant, se trouve en position fermetnre et permet l'alimentation du relais (50) qui autorise le fonctionnement du module électrique (10). En période de haute tarification, le relais ( > 42) est en position ouverture et par l'intermédiaire du relais (50) autorise alors le fonctionnement du générateur (1 1) . Quelque soit la période de tarification, la sonde de température ( > 43) du générateur (11) à combustible solide ou du générateur (15) à hydroaccumulation reste prioritaire et coupe impérativement l'alimentation du relais (50) en cas de remontée de cette température. Si l'ensemble du module (10) et générateur (11), (15) est équipé d'une sonde de détection de la température extérieure (57), lorsque le sélecteur ( > 41) se trouve sur la position gauche, c'est-à-dire en programme automatique, dès que cette température extérieure de l'habitation descend en dessous du seuil affiché, le relais (50) ne se trouve plus excité et le générateur (11) est mis en fonctionnement par le relais (53) quelle que soit la période de tarification. La figure 26 représente le schéma électrique du circuit de commande de l'ensemble module (10)-générateur (11), (15), réservoir de production d'eau chaude sanitaire (16) et vanne trois voies de commutation (25) conforme à la figure 15. Ici, l'interrupteur général (40) assure la mise sous tension de tous les organes électriques de cet ensemble avec coupure de la fonction chauffage et enclenchement de la fonction eau chaude sanitaire en position été. En position hiver, l'ensemble est régulé et programmé suivant le même processus que décrit ci-dessus. Lorsque le module électrique fonctionne, il est alimenté à sa puissance maximum par le relais (52). En position été, l'interrupteur (40) met sous tension la sonde de détection de température (49) du ballon d'eau chaude sanitaire et alimente le relais (51) de fonctionnement électrique du module (10) à sa puissance réduite. L'alimentation électrique du module est coupée dès que la température affichée du ballon est atteinte. La figure 27 montre le schéma électrique du circuit de commande de l'ensemble module (10) avec serpentin (35) générateur (11), (15). Ce type de production d'eau chaude sanitaire étant instantané, il nécessite une régulation propre en fonctionnement hiver comme en fonctionnement été de façon à ce que la puissance maximale du module électrique (10) soit mise à la disposition de cette production d'vau chaude. Le serpentin (35) comporte une sonde de prise de température (44) à contact inverseur permettant de mettre sous tension le relais (56) de fonctionnement de la pompe du circuit de chauffage central (22). L'interrupteur général (40) étant en position été, la sonde (44) alimente le relais (52) de fonctionnement du module électrique (10) à sa puissance nominale. L'alimentation électrique du module est coupée dès que la température affichée au serpentin (35) est atteinte. L'interrupteur gé général ( > 40) étant en position hiver, l'ensemble module-générateur est régulé et programmé suivant le même processus que celui décrit précédemment. Cependant, lorsqu'il y a soutirage d'eau chaude sanitaire, la sonde (44) coupe le fonctionnement de la pompe du chauffage central par l'intermédiaire du relais (56) si à cet instant le module électrique (10) est en fonctionnement. La pompe de chauffage central n'est alimentée que lorsque la production d' & u chaude sanitaire a été satisfaite. En revanche, si au r ment du soutirage, le générateur (11) ou (15) est en fonctionnement, la sonde (44) ne coupe pas la pompe de chauffage mais alimente le module électrique (10) qui assure à lui seul la production d'êau chaude sanitaire. Dans ce cas, la vanne de commutation trois voies (25) se positionne de façon à assurer la circulation du fluide de retour du chauffage central vers le générateur (11), (15). Lorsque la température de soutirage est atteinte, la sonde (44) coupe l'alimentation du module électrique sans perturber le fonctionnement du chauffage central par le générateur (11), (15. La figure 28 montre le schéma électrique de principe du circuit puissance d'alimentation des éléments chauffants (3) du module électrique (10). Ici, le relais (51) assure l'alimentation à puissance partielle alors que le relais (52) assure l'alimentation du module électrique à sa puissance nominale. Le commutateur (57) permet une mise hors circuit de deux éléments chauffants afin de libérer la puissance électrique correspondant nécessaire à d'autres usages. Si les heures de tarification élevées de ltélectri- cité correspondent schématiquement aux périodes les plus froides, la puissance calorifique des éléments chauffants électriques (3) du module (10) peut être avantageusement inférieure à celle du générateur (11), (15) étant donné que ce dernier assure alors systématiquement le chauffage pendant les périodes les plus froides. Dans une forme de réalisation particulière, la puissance électrique de ce module (10) peut être alors de l'ordre des 3/4 ou des 2/3 de celle du générateur (11), (15). Dans ce cas, à partir des courbes climatiques de la région considérée, on détermine en tenant compte du nombre de jours moyens correspondant à la période de tarification élevée du fournisseur de courant électrique, la puissance calorifique nécessaire au chauffage lorsque la période ci-dessus est exclue. On a pu ainsi déterminer que grace à l'invention, on pouvait, en fonction de ces courbes climatiques et du nombre d'heures à tarification élevée, envisager une diminution de puissance de l'ensemble du module électrique caractéristique de l'invention jusqu'à 40 %, ce qui est substantiel sur le plan économique. La mise en place de l'élément modulaire (10) s'effectue facilement, même sur du matériel existant tel que des chaudières, des accumulateurs, un ballon, etc.. L'augmentation de la hauteur de la chaudière ne pose pas de problèmes particuliers, puisque la carrosserie extérieure de celle-ci est un assemblage léger de tôles. De même, cet élément modulaire peut être livré avec la chaudière ou l'accumulateur d'origine. En outre, ce dispositif présente de nombreux autres avantages. On peut citer - la possibilité de chauffer économiquement, soit en permanence de jour comme de nuit, soit en appoint à un chauffage traditionnel, soit par accumulation de nuit donc une grande versatilité pour un investissement léger et un coût de fonctionnement réduit - la grande polyvalence, car ce dispositif est facilement adaptable aux générateurs traditionnels - un choix judicieux à tout instant du type d'énergie à utiliser, afin d'obtenir un coût d'exploitation minimum pour un rendement maximum - l'adaptation de la puissance, donc de la co; ;,somma- tion d'énergie, en fonction du volume à chauffer, du programme de chauffe et des différentes fonctions à assurer - aucune perturbation dans la circulation du fluide caloporteur chaud, soit entre la chaudière et le circuit de chauffage, soit entre la chaudière et l'eau chaude sanitaire - enfin, équipement optionnel susceptible d'être installé soit initialement, soit dans le temps à la demande de l'utilisateur.

Claims: Apparatus for producing hot water for a central heating circuit (22), with an outlet (23) and a return (24), comprising: a hot-water producing generator, such as a central heating boiler (11,14) or a heat accumulator with hydroaccumulation (15), through which the water of the central heating circuit (22) flows, and comprising a connector (20) placed in low position, which said generator (11,14,15) operates on energy other than electricity and is irrigated only when it is in operation; a modular element (10) for electrical heating, permanently irrigated, adapted on the upper part of said generator, constituted by an enclosure (1) through which the heating circuit water (22) flows, and in which the hot water flowing out of said generator (11,14,15) may flow, said enclosure comprising: at least one horizontal electric heating element (3), at least a first connector (5) connecting the enclosure (1) of the module (10) to the high part of said hot water generator (11,14,15), which said first connector (5) being permanently open and connected to the low part of the enclosure (1), at least one other connector (26) connected to the return (24), placed on a lateral face of said enclosure (1), which said enclosure (1) also comprises: another connector (6), placed on the face of the enclosure (1) opposed to that comprising the first connector (5), so as to connect said enclosure to a tank producing sanitary hot water (16), another connector (32,32′) placed on the upper part of the lateral face opposed to that comprising the connector (26) connected to the return (24) and adapted to be connected to the outlet (23) of the central heating circuit (22), a control box controlling the electrical supply and the programming of the module (10) and of the generator (11,14,15); and switching means (25) placed on the return (24) of the central heating circuit, just upstream of the generator (11) and the electric module (10), controlled by a motor (30), which latter is supplied with electricity and programmed by the control box, so that water flowing out of the return circuit (24) is entirely directed: either onto the connector (20) situated on the low part of the generator (11,14,15), when said generator is switched on, or onto the connector (26) connected to the return (24) and situated on the low part of the electric module (10), when said module is operating alone. Apparatus according to claim 1, characterized in that the means (25) for switching the apparatus to the return circuit (24) of central heating (22) is constituted by a three-way valve. Apparatus according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the elements: generators (11,14,15), modular element (1,10) and sanitary hot water tank (16), are placed in a single bodywork (38) thermally insulated by an insulating material (31).

Inventors: LOQUINEAU, JACQUES
Applicants: SOCIETE FINANCIERE ET COMMERCIALE DU CHABLAIS SOCIETE A RESPONSABILITE LIMITEE
Application year: 1981
Main classification: F24H1
IPC codes: F24H1