EP2241828A1 - Dispositif de chauffe-eau a volume variable ameliore - Google Patents
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- EP2241828A1 EP2241828A1 EP10159658A EP10159658A EP2241828A1 EP 2241828 A1 EP2241828 A1 EP 2241828A1 EP 10159658 A EP10159658 A EP 10159658A EP 10159658 A EP10159658 A EP 10159658A EP 2241828 A1 EP2241828 A1 EP 2241828A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
- F24D17/0015—Domestic hot-water supply systems using solar energy
- F24D17/0021—Domestic hot-water supply systems using solar energy with accumulation of the heated water
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- F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
- F24D17/0026—Domestic hot-water supply systems with conventional heating means
- F24D17/0031—Domestic hot-water supply systems with conventional heating means with accumulation of the heated water
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- F24D19/00—Details
- F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
- F24D19/1051—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for domestic hot water
Definitions
- the invention relates generally to water heater devices.
- the invention relates to water heater devices for modulating the storage volume.
- Water heating devices have been known for many years, having on the one hand a sanitary water heating function and, on the other hand, a function of storing heated sanitary water, these devices being connected to the sanitary water network. a residence or any other building (industrial, tertiary, ).
- a water heater device known from the state of the art comprises on the one hand a tank 10 comprising an enclosure 100 intended to receive domestic water, this tank 10 is impermeably designed and generally comprises a layer thermally insulated outdoor 104.
- the device is connected to a hot water network via on the one hand a cold water inlet 15 connected to the cold water inlet generally located at a low level of the tank 10 and a hot water outlet 16 generally connected to an upper part of the tank 10.
- a water heater device has a water heating function by means of a heating device 102 generally arranged in a lower part of the tank 10.
- a heating device 102 generally arranged in a lower part of the tank 10.
- the document relates to a water heater device comprising two hydraulically connected tanks each comprising a heating element and also comprises means for managing the withdrawal of hot water from the two tanks according to the contribution of solar energy. in order to increase the efficiency of the device.
- this device does not guarantee a modularity of the available storage space within the water heater device according to the water needs.
- the water heater devices make it difficult to renovate a hot water system. Indeed, during a renovation of this network, one may want to increase the available volume of the storage space of the water heater device, which necessarily involves the complete replacement of the tank 10, therefore resulting not only in a increase in the cost of the renovation but also an increase in waste due to the old unused tank.
- an object of the present invention is to provide a water heater device to solve the aforementioned problems, and in particular to ensure modularity of the available storage space within the heater device.
- the water heater device 1 further comprises a second auxiliary tank 12 comprising a storage enclosure 120.
- This second tank is connected via its outlet pipe 122 to the hot water outlet 16 of the network. hot water.
- the first and second tanks 10 and 12 are both separate and thermally insulated, in particular through an insulation layer (respectively 104 and 124) which guarantees a low heat exchange between the chamber of the tank and the outside of the tank.
- the thermal insulation function of a tank being known from the state of the art, it will not be more detailed.
- the first tank 10 of a water heater device 1 is intended for heating and storing water; and the second tank 12 is, for its part, simply for storing hot water and thus serves as a backup tank to increase, as needed, the storage capacity of the device as explained below.
- the second tank 12 preferably does not comprise internal heating means, that is to say arranged inside the storage chamber 120 of the second tank 2.
- a water heater device 1 also comprises first means for controlled circulation of water between the two tanks 10 and 12.
- These first means of controlled circulation of water between the two tanks make it possible to maintain the temperature of water stored within of the reservoir 12 according to a mode of operation explained below.
- These first means of controlled circulation of water between the two tanks comprise a pipe element 11 connected on the one hand (that is to say for one end) to a high level of the first tank 10 and on the other hand (for the other end), preferably, is connected to a low level of the second tank 12.
- This channel element 11 comprises, in order to control the flow of water within it, a valve 110.
- the first means of circulation Controlled water between the two tanks 10 and 12 further comprises a second pipe element 13 preferably connected on the one hand to a low level of the first tank and on the other hand to a low level of the second tank.
- This duct element 13 comprises not only a valve 130 making it possible to control the circulation of water within it, but also a non-return valve 132 preventing the circulation of water from the first reservoir to the second reservoir 12.
- the first means of controlled circulation of water between the two tanks 10 and 12 are able to hydraulically disconnect the two tanks, thus preventing any fluid flow between the two tanks, in both directions (from the tank 10 to the tank 12 and from the tank 12 to the tank 10).
- the water heater device 1 also comprises a second means of controlled circulation of water between the first reservoir 10 and the hot water outlet 16.
- This second means of controlled circulation of water comprises in particular an element of pipe 14 connected on the one hand to a high level of the first tank 10 and on the other hand to the hot water outlet 16 of the hot water network.
- This duct element 14 comprises, in order to control the circulation of water within it, a valve 140. All the valves of the water heater 110, 130 and 140 may be manually controllable valves or advantageously controllable valves remotely (for example in the form solenoid valves), these valves being then individually controlled by a control unit 17.
- the means for controlling the circulation of water within the pipe elements 11, 13 and 14, in the form of valves 110, 130 and 140, make it possible in particular to prevent the circulation of water within the pipe (on will then say that the valve is “closed") or allow the circulation of water within the pipe (it will say that the valve is "open”).
- the pipe element 11 is connected to the same draw-off point as the pipe element 14 (via a bifurcation point 11b), which allows the first tank 10 to have only two stitching points (for the withdrawal) instead of three, thus reducing manufacturing costs.
- the first tank operates alone, the second tank being disconnected from the first tank.
- the cold water arrives from the water network via the cold water inlet 15 in the first tank 10. It is then heated by the heating device 102 and then injected into the hot water network via the pipe 14. direction of the hot water outlet 16.
- the water heater device operates with the two tanks, the two tanks being connected via the pipes 11 and 13, and the first tank is disconnected from the hot water outlet 16 through the closure of the valve 140.
- the water enters the first tank 10 via the cold water inlet 15, and is heated by the heating device 102, goes up within the enclosure of the first tank 100 through an effect thermosiphon, and up through the pipe 11 in the chamber 120 of the second tank 12.
- This hot water injected into the second tank 12 pushes the cooled water in time located in a lower part of the second tank via the pipe 13 to return to the enclosure 100 of the first reservoir 10 at the lower part, that is to say the height where the heater 102 is located.
- the check valve 132 In order to prevent the water heated by the heating device 102, goes up into the second tank 12 via the pipe 13 by the thermosiphon effect, and that the cold water rises in the tank 12 during the withdrawal of water hot, there is provided the check valve 132. Thus, the hot water rises only through the pipe element 11.
- This opening and closing can be performed manually or automatically through the computing unit 17, this computing unit tilting the water heater device in the first or second operating mode according to the hot water requirements.
- Such a device thus makes it possible to achieve a balance between the real need and the production of domestic hot water, thus making it possible to make the water heater more efficient without sacrificing for all that the comfort of use of the hot water network.
- Such a method of renovating a hot water installation allows, at lower cost, to increase the available volume of the water heater device, while allowing the modularity of this available volume.
- This renovation is light compared to the original installation because it simply requires the installation of the second tank and additional pipe elements allowing the controlled circulation of water between the two tanks and the connection of the second tank to the exit of hot water and the arrangement of an additional valve between the first tank and the hot water outlet.
- a device as shown in figure 6 requires only two stitches instead of three, thus reducing the cost of development and renovations.
- thermosiphon effect it may be provided the installation of an additional pump in addition to the valve 110, to help the flow of water between the first reservoir 10 and the second reservoir 12.
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Abstract
Description
- L'invention concerne de manière générale les dispositifs de chauffe-eau.
- Plus spécifiquement l'invention concerne les dispositifs de chauffe-eau permettant une modulation du volume de stockage.
- On connaît depuis de nombreuses années des dispositifs de chauffe-eau ayant d'une part une fonction de chauffage d'eau sanitaire et d'autre part une fonction de stockage d'eau sanitaire chauffée, ces dispositifs étant connectés au réseau d'eau sanitaire d'une résidence ou de tout autre bâtiment (industriel, tertiaire, ...).
- En référence à la
figure 1 , un dispositif de chauffe-eau connu de l'état de l'art comprend d'une part un réservoir 10 comprenant une enceinte 100 destinée à accueillir de l'eau sanitaire, ce réservoir 10 est conçu de manière imperméable et comprend généralement une couche thermiquement isolée extérieure 104. - Le dispositif est connecté à un réseau d'eau chaude via d'une part une entrée d'eau froide 15 connectée à l'arrivée d'eau froide généralement située à un niveau bas du réservoir 10 et une sortie d'eau chaude 16 généralement connectée à une partie haute du réservoir 10. Un tel dispositif de chauffe-eau a une fonction de chauffage d'eau grâce à un dispositif de chauffage 102 généralement agencé dans une partie basse du réservoir 10. Ainsi, un tel dispositif connu de l'état de l'art permet d'une part via son dispositif de chauffage de chauffer l'eau froide arrivant par l'entrée 15, l'eau froide une fois chauffée remonte vers le haut de l'enceinte 100 du réservoir 10 par effet thermosiphon et est envoyée dans le circuit d'eau chaude via la sortie d'eau chaude 16 connectée à un niveau haut du réservoir 10.
- Cependant, de tels dispositifs connus de l'état de l'art sont critiqués par leur manque de modularité du volume de leur espace de stockage. En effet, non seulement les besoins en eau chaude peuvent varier selon les périodes de l'année, par exemple entre les périodes chaudes ou les périodes froides de l'année (été, hiver, ...) ; mais de plus de tels dispositifs obligent les constructeurs de dispositifs de chauffage à prévoir une grande flexibilité de fabrication quant au volume de l'espace de stockage des dispositifs, ce qui augmente le coût de la chaîne de montage et par conséquent augmente le coût du dispositif de chauffe-eau. En effet, la chaîne de montage doit prévoir un large éventail de volumes possibles de l'espace de stockage des chauffe-eau correspondant aux différents besoins variant selon le type de clientèle (personne célibataire, famille nombreuse ou non, collectivité, usage industriel, ...).
- Il est également connu du document
US 4 165 732 (référence est faite à lafigure 4 du document) un dispositif pour obtenir de l'eau chaude à partir d'énergie solaire quel que soit le flux solaire à disposition. Plus précisément, le document concerne un dispositif de chauffe-eau comprenant deux réservoirs hydrauliquement connectés comprenant chacun un élément de chauffage et comprend également des moyens de gestion du soutirage d'eau chaude des deux réservoirs en fonction de l'apport de l'énergie solaire afin d'augmenter le rendement du dispositif. - Cependant, ce dispositif ne permet pas de garantir une modularité de l'espace de stockage disponible au sein du dispositif de chauffe-eau selon les besoins d'eau.
- Enfin, les dispositifs de chauffe-eau, selon l'état de l'art, rendent difficile les rénovations d'un réseau d'eau chaude. En effet, lors d'une rénovation de ce réseau, on peut vouloir augmenter le volume disponible de l'espace de stockage du dispositif de chauffe-eau, ce qui passe nécessairement par le remplacement complet du réservoir 10, entraînant par conséquent non seulement une augmentation du coût de la rénovation mais également une augmentation des rebuts du fait de l'ancien réservoir inutilisé.
- En conséquence, un but de la présente invention est de fournir un dispositif de chauffe-eau permettant de résoudre les problèmes précités, et notamment de garantir modularité de l'espace de stockage disponible au sein du dispositif de chauffe-eau.
- A cet effet, l'invention propose un dispositif de chauffe-eau selon la revendication 1.
Ainsi une telle infrastructure permet aisément de disposer d'un dispositif de chauffe-eau avec un espace de stockage modulable.
Avantageusement mais facultativement, l'invention comprend au moins l'une des caractéristiques suivantes : - les premiers moyens de circulation contrôlée d'eau entre les deux réservoirs comprennent des moyens contrôlés commutables entre deux états :
- o l'un, ouvert, dans lequel l'eau circule librement entre le premier et le deuxième réservoir, et
- o l'autre, fermé, dans lequel la circulation d'eau est interdite entre les deux réservoirs,
- les deuxièmes moyens de circulation contrôlée d'eau entre le premier réservoir et la sortie d'eau chaude comprennent un moyen contrôlé commutable entre deux états :
- o l'un, ouvert lorsque les moyens contrôlés commutables des premiers moyens de circulation contrôlée d'eau sont fermés, état dans lequel l'eau circule librement entre le premier réservoir et la sortie d'eau chaude, et
- o l'autre, fermé lorsque les moyens contrôlés commutables des premiers moyens de circulation contrôlée d'eau sont ouverts, état dans lequel la circulation d'eau est interdite entre le premier réservoir et la sortie d'eau chaude,
- l'eau de la sortie d'eau chaude est puisée :
- o uniquement au niveau deuxième réservoir dans l'état ouvert des moyens contrôlés commutables des premiers moyens de circulation contrôlée d'eau,
- o uniquement au niveau du premier réservoir dans l'état ouvert des moyens contrôlés commutables des premiers moyens de circulation contrôlée d'eau,
- le deuxième réservoir ne comporte pas de moyen de chauffage interne,
- les premiers moyens de circulation contrôlée d'eau entre les deux réservoirs comprennent un élément de canalisation connecté d'une part à un niveau haut du premier réservoir et d'autre part à un niveau bas du deuxième réservoir,
- les premiers moyens de circulation contrôlée d'eau entre les deux réservoirs comprennent un élément de canalisation connecté d'une part à un niveau bas du premier réservoir et d'autre part à un niveau bas du deuxième réservoir,
- l'élément de canalisation connecté d'une part à un niveau bas du premier réservoir et d'autre part à un niveau bas du deuxième réservoir comprend en outre un moyen d'empêcher la circulation de l'eau du premier réservoir vers le deuxième réservoir,
- le deuxième moyen de circulation contrôlée d'eau entre le premier réservoir et la sortie d'eau chaude comprend un élément de canalisation connecté d'une part à un niveau haut du premier réservoir et d'autre part à la sortie d'eau chaude,
- les moyens de circulation contrôlés comprennent une ou plusieurs vannes.
- L'invention concerne également un procédé d'utilisation d'un dispositif de chauffe-eau selon l'invention, comprenant les étapes suivantes :
- o empêcher la circulation d'eau entre les deux réservoirs,
- o autoriser la circulation entre le premier réservoir et la sortie d'eau chaude.
- L'invention concerne également un autre procédé d'utilisation d'un dispositif de chauffe-eau selon l'invention, comprenant les étapes suivantes :
- o autoriser la circulation d'eau entre les deux réservoirs,
- o empêcher la circulation entre le premier réservoir et la sortie d'eau chaude.
- L'invention concerne également un procédé de rénovation d'un dispositif de chauffe-eau existant, le chauffe-eau existant comprenant un premier réservoir de chauffage et de stockage d'eau et étant connecté d'une part à une entrée d'eau froide et d'autre part à une sortie d'eau chaude, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- o fournir un deuxième réservoir distinct du premier réservoir et thermiquement isolé,
- o agencer des premiers moyens de circulation contrôlée de l'eau entre les deux réservoirs,
- o agencer un moyen de contrôle de la circulation d'eau entre le premier réservoir et la sortie d'eau chaude,
- o connecter le deuxième réservoir à la sortie d'eau chaude.
- D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, au regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels :
- la
figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de chauffe-eau selon l'état de la technique, - la
figure 2 est une représentation schématique d'un dispositif de chauffe-eau selon une réalisation possible de l'invention, - les
figures 3 à 5 sont des graphes de représentation fonctionnelle des différents procédés de l'invention, - la
figure 6 est une représentation schématique d'un dispositif de chauffe-eau selon une réalisation possible de l'invention. - Le dispositif de chauffe-eau 1 selon l'invention comprend en outre un deuxième réservoir 12 d'appoint comprenant une enceinte de stockage 120. Ce deuxième réservoir est connecté, via sa canalisation sortie 122, à la sortie d'eau chaude 16 du réseau d'eau chaude. Le premier et le deuxième réservoir 10 et 12 sont tous deux distincts et thermiquement isolés notamment à travers une couche d'isolation (respectivement 104 et 124) qui garantit un faible échange thermique entre l'enceinte du réservoir et l'extérieur du réservoir. La fonction d'isolation thermique d'un réservoir étant connue de l'état de la technique, elle ne sera pas plus détaillée.
Ainsi, le premier réservoir 10 d'un dispositif de chauffe-eau 1 selon l'invention est destiné au chauffage et au stockage de l'eau ; et le deuxième réservoir 12 est, quant à lui, simplement destiné au stockage d'eau chaude et sert donc de réservoir d'appoint permettant d'augmenter, selon les besoins, la capacité de stockage du dispositif comme expliqué ci-après. Ainsi, le deuxième réservoir 12 ne comporte préférentiellement pas de moyen de chauffage interne, c'est-à-dire agencé à l'intérieur de l'enceinte de stockage 120 du deuxième réservoir 2. - Un dispositif de chauffe-eau 1 selon l'invention comprend en outre des premiers moyens de circulation contrôlée d'eau entre les deux réservoirs 10 et 12. Ces premiers moyens de circulation contrôlée d'eau entre les deux réservoirs permettent de maintenir la température de l'eau stockée au sein du réservoir 12 selon un mode de fonctionnement expliqué ci-après. Ces premiers moyens de circulation contrôlée d'eau entre les deux réservoirs comprennent un élément de canalisation 11 connecté d'une part (c'est-à-dire pour une extrémité) à un niveau haut du premier réservoir 10 et d'autre part (pour l'autre extrémité), de manière préférentielle, est connecté à un niveau bas du deuxième réservoir 12. Cet élément de canalisation 11 comprend, afin de contrôler la circulation d'eau en son sein, une vanne 110. Les premiers moyens de circulation contrôlée d'eau entre les deux réservoirs 10 et 12 comprennent en outre un deuxième élément de canalisation 13 connecté préférentiellement d'une part à un niveau bas du premier réservoir et d'autre part à un niveau bas du deuxième réservoir. Cet élément de canalisation 13 comprend non seulement une vanne 130 permettant de contrôler la circulation d'eau en son sein mais également un clapet anti-retour 132 empêchant la circulation d'eau du premier réservoir vers le deuxième réservoir 12.
- Ainsi, les premiers moyens de circulation contrôlée d'eau entre les deux réservoirs 10 et 12 sont aptes à déconnecter hydrauliquement les deux réservoirs, empêchant ainsi toute circulation de fluide entre les deux réservoirs, dans les deux sens (du réservoir 10 vers le réservoir 12 et du réservoir 12 vers le réservoir 10).
- Le dispositif de chauffe-eau 1 selon l'invention comprend également un deuxième moyen de circulation contrôlée d'eau entre le premier réservoir 10 et la sortie d'eau chaude 16. Ce deuxième moyen de circulation contrôlée d'eau comprend notamment un élément de canalisation 14 connecté d'une part à un niveau haut du premier réservoir 10 et d'autre part à la sortie d'eau chaude 16 du réseau d'eau chaude. Cet élément de canalisation 14 comprend, afin de contrôler la circulation d'eau en son sein, une vanne 140. L'ensemble des vannes du dispositif de chauffe-eau 110, 130 et 140 peuvent être des vannes commandables manuellement ou avantageusement des vannes commandables à distance (par exemple sous la forme d'électrovannes), ces vannes étant alors commandées individuellement par une unité de contrôle 17.
- Les moyens de contrôle de la circulation d'eau au sein des éléments de canalisation 11, 13 et 14, sous la forme de vannes 110, 130 et 140, permettent notamment d'empêcher la circulation d'eau au sein de la canalisation (on dira alors que la vanne est « fermée ») ou d'autoriser la circulation d'eau au sein de la canalisation (on dira alors que la vanne est « ouverte »).
- En référence à la
figure 6 et selon un autre mode de réalisation de la présente invention, il est prévu que l'élément de canalisation 11 soit connecté au même point de soutirage que l'élément de canalisation 14 (via un point de bifurcation 11 b), ce qui permet au premier réservoir 10 de n'avoir que deux points de piquage (pour le soutirage) au lieu de trois, permettant ainsi une réduction des coûts de fabrication. - Ainsi, le dispositif peut fonctionner selon deux modes de fonctionnement distincts :
- un premier mode dans lequel seul le premier réservoir est en fonctionnement,
- un deuxième mode selon lequel les deux réservoirs sont en fonctionnement.
- Ainsi, on peut choisir entre d'une part le seul volume du premier réservoir ou, de compléter ce volume disponible avec le volume du deuxième réservoir d'appoint 12, ce qui permet d'augmenter ou de réduire, à volonté, le volume de l'espace de stockage du dispositif de chauffe-eau selon l'invention.
- Plus concrètement, les premiers moyens de circulation contrôlée d'eau 11, 13, 110, 130, 132 entre les deux réservoirs 10,12 comprennent des moyens contrôlés commutables (comme les vannes 110, 130) entre deux états :
- l'un, ouvert, dans lequel l'eau circule librement entre le premier 10 et le deuxième réservoir 12, et
- l'autre, fermé, dans lequel la circulation d'eau est interdite entre les deux réservoirs 10 et 12,
- Les deuxièmes moyens de circulation contrôlée d'eau entre le premier réservoir 10 et la sortie d'eau chaude 16 comprennent un moyen contrôlé commutable (par exemple la vanne 140 entre deux états :
- l'un, ouvert lorsque les vannes 110 et 130 sont fermés, état dans lequel l'eau circule librement entre le premier réservoir 10 et la sortie d'eau chaude 16, et
- l'autre, fermé lorsque les vannes 110 et 130 sont ouverts, état dans lequel la circulation d'eau est interdite entre le premier réservoir et la sortie d'eau chaude.
- En conséquence, l'eau de la sortie d'eau chaude 16 est donc puisée :
- uniquement au niveau deuxième réservoir 12 dans l'état ouvert des vannes 110 et 130,
- uniquement au niveau du premier réservoir 10 dans l'état ouvert des vannes 110 et 130,
- En référence à la
figure 3 , et afin de faire fonctionner le dispositif de chauffe-eau 1 selon le premier mode de fonctionnement, il est prévu un procédé d'utilisation du dispositif de chauffe-eau comprenant les étapes suivantes : - empêcher la circulation d'eau entre les deux réservoirs 10 et 12. Cette étape est réalisée à travers la fermeture des vannes 110 et 130 (étapes 30 et 32).
- autoriser la circulation d'eau entre le premier réservoir 10 et la sortie d'eau chaude 16. Cette étape est réalisée via l'ouverture de la vanne 140 (étape 34).
- En référence à la
figure 4 , et afin de faire fonctionner le dispositif de chauffe-eau 1 selon le deuxième mode de fonctionnement, il est prévu un procédé d'utilisation du dispositif de chauffe-eau comprenant les étapes suivantes : - autoriser la circulation d'eau entre les deux réservoirs 10 et 12. Cette étape est réalisée via l'ouverture des vannes 110 et 130 (étapes 40 et 42).
- empêcher la circulation entre le premier réservoir 10 et la sortie d'eau chaude 16. Cette étape est réalisée via la fermeture de la vanne 140 (étape 44).
- Ainsi, selon ce premier mode de fonctionnement, le premier réservoir fonctionne seul, le deuxième réservoir étant déconnecté du premier réservoir. L'eau froide arrive du réseau d'eau via l'entrée d'eau froide 15 dans le premier réservoir 10. Elle est ensuite chauffée par le dispositif de chauffage 102, puis injectée dans le réseau d'eau chaude via la canalisation 14 en direction de la sortie d'eau chaude 16.
- Selon ce second mode de fonctionnement, le dispositif de chauffe-eau fonctionne avec les deux réservoirs, les deux réservoirs étant connectés via les canalisations 11 et 13, et le premier réservoir est déconnecté de la sortie d'eau chaude 16 grâce à la fermeture de la vanne 140. Ainsi, l'eau entre dans le premier réservoir 10 via l'entrée d'eau froide 15, et est chauffée grâce au dispositif de chauffage 102, remonte au sein de l'enceinte du premier réservoir 100 grâce à un effet thermosiphon, et remonte via la canalisation 11 dans l'enceinte 120 du deuxième réservoir 12. Cette eau chaude injectée dans le deuxième réservoir 12 pousse l'eau refroidie dans le temps située dans une partie basse du deuxième réservoir via la canalisation 13 pour revenir dans l'enceinte 100 du premier réservoir 10 au niveau de la partie basse, c'est-à-dire la hauteur où est situé le dispositif de chauffage 102.
- Afin d'éviter que l'eau chauffée par le dispositif de chauffage 102, , remonte dans le second réservoir 12 via la canalisation 13 par l'effet thermosiphon, et que l'eau froide remonte dans le réservoir 12 pendant le soutirage d'eau chaude, il est prévu le clapet anti-retour 132. Ainsi, l'eau chaude remonte uniquement à travers l'élément de canalisation 11.
- Pour changer de mode fonctionnement il suffit alors d'ouvrir ou de fermer les vannes correspondantes. Cette ouverture et fermeture peut être réalisée de manière manuelle ou automatiquement à travers l'unité de calcul 17, cette unité de calcul basculant le dispositif de chauffe-eau dans le premier ou le deuxième mode de fonctionnement selon les besoins en eau chaude.
- Si on prend l'exemple de l'eau chaude sanitaire, on peut utiliser uniquement le premier réservoir en été quand la consommation d'eau chaude sanitaire est faible et utiliser les deux réservoirs en hiver quand les besoins en eau chaude sanitaire sont importants. En effet, une économie d'énergie sera obtenue car la production d'eau chaude sera adaptée au besoin.
- Les pertes thermiques de l'ensemble sont faibles puisque chaque ballon possède sa propre isolation thermique.
- Un tel dispositif permet ainsi de réaliser un équilibre entre le besoin réel et la production d'eau chaude sanitaire en permettant ainsi de rendre le chauffe-eau plus efficace sans sacrifier pour autant le confort d'utilisation du réseau d'eau chaude sanitaire.
- Selon la
figure 5 , il est prévu un procédé de rénovation d'une installation d'eau chaude , l'installation comprenant un premier réservoir 10 connecté d'une part à une entrée d'eau froide 15 et une sortie d'eau chaude 16, le procédé comprenant les étapes suivantes : - fournir un deuxième réservoir distinct du premier réservoir et thermiquement isolé (étape 50),
- fournir des premiers moyens de circulation contrôlée d'eau entre le premier et le deuxième dispositif. Ces premiers moyens de circulation contrôlée d'eau entre les deux réservoirs sont agencés tel que décrit précédemment (étape 52),
- fournir un deuxième moyen de circulation contrôlée d'eau entre le premier réservoir et la sortie d'eau chaude 16. Ce deuxième de circulation contrôlée d'eau est conforme à l'invention - c'est-à-dire tel que décrit précédemment (étape 54).
- Ainsi, cela permet de garantir une eau continuellement chaude au sein du deuxième réservoir 12 et donc à disposition du réseau d'eau.
- Ainsi, un tel procédé de rénovation d'une installation d'eau chaude permet, à moindre coût, d'augmenter le volume disponible du dispositif de chauffe-eau, tout en permettant la modularité de ce volume disponible. Cette rénovation est légère par rapport à l'installation d'origine car elle nécessite simplement l'installation du deuxième réservoir et des éléments de canalisation supplémentaires permettant la circulation contrôlée d'eau entre les deux réservoirs et la connexion du deuxième réservoir à la sortie d'eau chaude ainsi que l'agencement d'une vanne supplémentaire entre le premier réservoir et la sortie d'eau chaude. De plus, un dispositif tel que représenté à la
figure 6 , ne nécessite l'aménagement que de deux points de piquage au lieu de trois, permettant ainsi une réduction des coûts d'aménagement et de rénovations. - Si les besoins d'un utilisateur augmentent, il lui sera bien moins coûteux d'acheter le deuxième réservoir (volume complémentaire) et les raccordements avec le premier réservoir existant que d'acheter un nouveau ballon d'une capacité plus élevée.
- Il est à noter en outre qu'un tel dispositif n'a pas obligatoire besoin de source d'énergie supplémentaire pour la circulation entre les réservoirs car la circulation d'eau entre le premier et le deuxième réservoir est garanti par l'effet thermosiphon. Cependant, si l'effet thermosiphon n'est pas suffisant, il pourra être prévu l'aménagement d'une pompe supplémentaire en plus de la vanne 110, permettant d'aider la circulation d'eau entre le premier réservoir 10 et le deuxième réservoir 12.
- L'homme du métier, à partir de ses connaissances générales, pourra effectuer d'autres modifications de la présente invention sans pour autant sortir de son cadre, notamment dans le choix des moyens de circulation contrôlée d'eau entre les deux réservoirs, qui n'est pas limité à ceux décrits dans la présente description.
Claims (13)
- Dispositif de chauffe-eau comprenant une arrivée d'eau froide (15) et une sortie d'eau chaude (16), le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend deux réservoirs distincts et thermiquement isolés,- un premier réservoir (10) destiné au chauffage et au stockage de l'eau et comprenant un dispositif de chauffage (102), ledit premier réservoir étant connecté à l'arrivée d'eau froide (15) et à la sortie d'eau chaude (16), et- un deuxième réservoir (12) destiné au stockage d'eau chaude, et connecté à la sortie d'eau chaude (16),le dispositif comprenant en outre des premiers moyens de circulation contrôlée d'eau (11, 13, 110, 130, 132) entre les deux réservoirs (10, 12) aptes à empêcher la circulation d'eau entre les deux réservoirs (10, 12) et des deuxièmes moyens de circulation contrôlée (14, 140) d'eau entre le premier réservoir (10) et la sortie d'eau chaude (16).
- Dispositif selon la revendication précédente dans lequel les premiers moyens de circulation contrôlée d'eau (11, 13, 110, 130, 132) entre les deux réservoirs (10,12) comprennent des moyens contrôlés commutables (110, 130) entre deux états :- l'un, ouvert, dans lequel l'eau circule librement entre le premier (10) et le deuxième réservoir (12), et- l'autre, fermé, dans lequel la circulation d'eau est interdite entre les deux réservoirs (10,12),de sorte que le deuxième réservoir (12) est un réservoir d'appoint opérationnel uniquement lorsque les moyens contrôlés commutables (110, 130) des premiers moyens de circulation contrôlée d'eau (11, 13, 110, 130, 132) sont dans l'état ouvert.
- Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel les deuxièmes moyens de circulation contrôlée (14, 140) d'eau entre le premier réservoir (10) et la sortie d'eau chaude (16) comprennent un moyen contrôlé commutable (140) entre deux états :- l'un, ouvert lorsque les moyens contrôlés commutables (110, 130) des premiers moyens de circulation contrôlée d'eau (11, 13, 110, 130, 132) sont fermés, état dans lequel l'eau circule librement entre le premier réservoir (10) et la sortie d'eau chaude (16), et- l'autre, fermé lorsque les moyens contrôlés commutables (110, 130) des premiers moyens de circulation contrôlée d'eau (11, 13, 110, 130, 132) sont ouverts, état dans lequel la circulation d'eau est interdite entre le premier réservoir (10) et la sortie d'eau chaude (16).
- Dispositif selon la revendication 2 ou 3, dans lequel l'eau de la sortie d'eau chaude (16) est puisée :- uniquement au niveau deuxième réservoir (12) dans l'état ouvert des moyens contrôlés commutables (110, 130) des premiers moyens de circulation contrôlée d'eau (11, 13, 110, 130, 132),- uniquement au niveau du premier réservoir (10) dans l'état ouvert des moyens contrôlés commutables (110, 130) des premiers moyens de circulation contrôlée d'eau (11, 13, 110, 130, 132).
- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le deuxième réservoir (12) ne comporte pas de moyen de chauffage interne.
- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les premiers moyens de circulation contrôlée d'eau (11, 13, 110, 130, 132) entre les deux réservoirs (10, 12) comprennent un élément de canalisation (11) connecté d'une part à un niveau haut du premier réservoir (10) et d'autre part à un niveau bas du deuxième réservoir (12).
- Dispositif selon l'une des revendications précédentes dans lequel les premiers moyens de circulation contrôlée d'eau (11, 13, 110, 130, 132) entre les deux réservoirs comprennent un élément de canalisation (13) connecté d'une part à un niveau bas du premier réservoir (10) et d'autre part à un niveau bas du deuxième réservoir (12).
- Dispositif selon la revendication précédente dans lequel l'élément de canalisation (13) connecté d'une part à un niveau bas du premier réservoir (10) et d'autre part à un niveau bas du deuxième réservoir (12) comprend en outre un moyen d'empêcher la circulation de l'eau (132) du premier réservoir (10) vers le deuxième réservoir (12).
- Dispositif selon l'une des revendications dans lequel le deuxième moyen de circulation contrôlée d'eau (14; 140) entre le premier réservoir (10) et la sortie d'eau chaude (16) comprend un élément de canalisation (14) connecté d'une part à un niveau haut du premier réservoir (10) et d'autre part à la sortie d'eau chaude (16).
- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de circulation contrôlés comprennent une ou plusieurs vannes (110, 130, 140).
- Procédé d'utilisation d'un dispositif de chauffe-eau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :- empêcher la circulation d'eau entre les deux réservoirs (10, 12),- autoriser la circulation entre le premier réservoir (10) et la sortie d'eau chaude (16).
- Procédé d'utilisation d'un dispositif de chauffe-eau selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :- autoriser la circulation d'eau entre les deux réservoirs (10, 12),- empêcher la circulation entre le premier réservoir (10) et la sortie d'eau chaude (16).
- Procédé de rénovation d'un dispositif de chauffe-eau existant, le chauffe-eau existant comprenant un premier réservoir (10) de chauffage et de stockage d'eau et étant connecté d'une part à une entrée d'eau froide (15) et d'autre part à une sortie d'eau chaude (16), le procédé comprenant les étapes suivantes :- fournir un deuxième réservoir (12) distinct du premier réservoir (10) et thermiquement isolé,- agencer des premiers moyens de circulation contrôlée de l'eau (11, 13, 110, 130, 132) entre les deux réservoirs (10, 12),- agencer un moyen de contrôle de la circulation d'eau (140) entre le premier réservoir (10) et la sortie d'eau chaude (16),- connecter le deuxième réservoir (12) à la sortie d'eau chaude (16).
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