BE1030682B1

BE1030682B1 - Système de chauffage

Info

Publication number: BE1030682B1
Application number: BE20225527A
Authority: BE
Inventors: Emmanuel Nabimana
Original assignee: Emmanuel Nabimana
Priority date: 2022-06-29
Filing date: 2022-06-29
Publication date: 2024-01-29
Also published as: BE1030682A1

Abstract

Système de chauffage électrique pour le raccordement à un circuit de chauffage comprenant un contenant destiné à être rempli avec du fluide, un dispositif de chauffage par induction pour chauffer le fluide dans le contenant, un premier échangeur de chaleur agencé pour se coupler au contenant, un dernier échangeur de chaleur destiné à se coupler au premier échangeur de chaleur ; dans lequel le dernier échangeur de chaleur est configuré pour se coupler à un distributeur de circuit de chauffage, qui est agencé pour se coupler au circuit de chauffage.

Description

1 BE2022/5527

Système de chauffage

Description

L'invention concerne un système de chauffage pour le raccordement à un circuit de chauffage, tel qu’un circuit de chauffage central ou un circuit de chauffage sanitaire.

De tels circuits de chauffage sont habituellement remplis d’eau.

L’eau, dans ces circuits de chauffage est typiquement chauffée par un système de chauffage tel qu’une chaudière. Une telle chaudière peut être une chaudière à gaz ou une chaudière à huile ou une chaudière électrique.

Un inconvénient d’une chaudière à gaz et/ou d’une chaudière à huile réside dans le fait qu’une combustion est nécessaire pour fournir le chauffage de l’eau dans le circuit. Ceci peut provoquer des problèmes de sécurité et/ou environnementaux. Ainsi, les chaudières électriques gagnent en popularité.

Cependant, les chaudières électriques ont besoin d’énergie pour fournir le chauffage suffisant au fluide dans le circuit de chauffage. Pour cela, il existe un besoin pour un système de chauffage plus économe en énergie, tel qu’une chaudière.

Un but de l'invention est de proposer un système de chauffage économe en énergie pour le raccordement à un circuit de chauffage.

Par conséquent, l'invention propose un système de chauffage selon la revendication 1.

En proposant un dispositif de chauffage par induction pour chauffer le fluide dans le contenant, le fluide dans le contenant peut être chauffé d’une manière relativement économe en énergie jusqu’à une température élevée, par exemple une température d’environ 240 degrés Celsius ou supérieure, de préférence environ 300 degrés Celsius, encore de préférence environ 310 degrés Celsius. De manière avantageuse, on peut utiliser un dispositif de chauffage par induction en forme de serpentin qui est agencé autour du

2 BE2022/5527 contenant. Un tel dispositif de chauffage par induction peut être plutôt économe en énergie. Ainsi, le dispositif de chauffage par induction chauffe donc indirectement le fluide à l’intérieur du contenant.

En outre, en prévoyant une cascade d’échangeurs de chaleur, typiquement deux ou trois échangeurs de chaleur agencés consécutivement, la température du fluide peut être fournie d’une manière économe jusqu’à environ 80 degrés Celsius dans le distributeur pour le raccordement au circuit de chauffage. Etant donné que le fluide dans le contenant est chauffé à une telle température élevée, le dispositif de chauffage par induction n’a pas besoin de fonctionner en permanence, et peut être actionné par intermittence. Ainsi, la consommation d’énergie du dispositif de chauffage par induction peut être relativement faible. Ainsi, pour tout le système de chauffage, on peut consommer moins d’énergie par rapport à un système de chauffage électrique classique qui utilise par exemple une résistance pour le chauffage. Le système de chauffage est un système de chauffage électrique utilisant une source de chauffage par induction à haute fréquence. La source de chauffage par induction chauffe le fluide qui, via une cascade d’échangeurs de chaleur, peut chauffer le fluide dans le circuit de chauffage.

De manière avantageuse, le contenant peut comprendre une extrémité inférieure qui a une plus petite section transversale qu’une partie du contenant au-dessus. Par exemple, le contenant peut être de forme cylindrique avec une extrémité inférieure ayant un plus petit diamètre que la partie du contenant au-dessus de l’extrémité inférieure. En variante, le contenant peut avoir une section transversale différente, par exemple avoir une section transversale polygonale. Etant donné que le fluide dans le contenant est à ou à peu près à la pression atmosphérique, le contenant n’a pas besoin d’être fourni sous la forme d’un appareil sous pression et ceci permet une plus grande diversité du point de vue des formes du contenant.

3 BE2022/5527

De manière avantageuse, le serpentin du dispositif de chauffage par induction peut être agencé autour de cette extrémité inférieure pour chauffer le fluide à l’intérieur de l'extrémité inférieure du contenant. En chauffant le fluide à l’intérieur de l’extrémité inférieure du contenant indirectement avec le chauffage par induction, on peut obtenir une circulation et/ou un mélange de fluide chaud avec du fluide froid jusqu’à ce que la totalité du fluide à l’intérieur du contenant ait approximativement la même température.

Afin d'améliorer le préchauffage et/ou la circulation du fluide à l’intérieur du contenant, un élément de rayonnement de chaleur peut être agencé à l’intérieur du contenant. Un tel élément de rayonnement de chaleur est de préférence réalisé à partir d’un métal ou d’un autre matériau thermiquement conducteur, un tel élément de rayonnement de chaleur peut rester chaud relativement longtemps et ainsi peut rayonner la chaleur au fluide sur une période de temps relativement longue. Afin d’améliorer le rayonnement de chaleur jusqu’au fluide et/ou la circulation du fluide à l’intérieur du contenant, l'élément de rayonnement de chaleur peut être fourni avec des canaux ou des alésages débouchants traversant l’élément.

En prévoyant ces alésages débouchants, la zone de contact entre l’élément et le fluide est augmentée, permettant ainsi un transfert de chaleur amélioré entre l’élément et le fluide. L'élément est de préférence réalisé à partir d’un matériau thermiquement conducteur tel que le métal ou le cuivre. L'élément est chauffé par le dispositif de chauffage par induction et étant donné qu’il a un plus grand coefficient thermique que le fluide, il est chauffé plus rapidement que le fluide dans le contenant. Ainsi, l'élément peut transférer la chaleur au fluide et chauffer ainsi également le fluide. Également, étant donné que l'élément est réalisé à partir d’un matériau thermiquement plus conducteur que le fluide, il peut conserver la chaleur plus longtemps et peut transférer la chaleur pendant une période de temps relativement longue au fluide pour maintenir la température du fluide suffisamment élevée. Ceci

4 BE2022/5527 permet au dispositif de chauffage par induction de fonctionner uniquement par intermittence au lieu de fonctionner en permanence. Le dispositif de chauffage par induction a uniquement besoin de fonctionner lorsque la température du fluide dans le contenant devient inférieure à un seuil prédéfini. En vue de l’efficacité relativement élevée d’un tel dispositif de chauffage par induction, il peut lui suffire d’être opérationnel pendant une période de temps limitée pour amener à nouveau la température du fluide dans le contenant au-dessus du niveau prédéfini. Le système de chauffage nécessite ainsi une quantité relativement limitée d’énergie. Un tel dispositif de chauffage par induction est plutôt économe en énergie de lui-même, de plus il n’a besoin que de fonctionner pendant une période de temps limitée, donc la quantité totale requise d’énergie peut être plutôt limitée. Également, en prévoyant l’élément de rayonnement de chaleur à l’intérieur du contenant et en utilisant un fluide de transfert thermique à l’intérieur du contenant, la température à l’intérieur du contenant peut être maintenue environ à un seuil prédéfini pendant une période relativement longue de temps.

Pour amener la température à une valeur qui peut être utilisée pour chauffer l’eau dans le circuit de chauffage central et/ou sanitaire, on prévoit au moins deux, de préférence trois échangeurs de chaleur. Chaque échangeur de chaleur est couplé à un précédent, alors que le premier échangeur de chaleur est couplé au contenant. Chaque échangeur de chaleur comprend une boucle fermée de fluide. Par exemple, le premier échangeur de chaleur est couplé au contenant. Le premier échangeur de chaleur est raccordé à une boucle fermée d’une conduite d’écoulement de fluide d’un côté de l’_échangeur de chaleur. La boucle fermée d’une conduite d'écoulement de fluide va à l’intérieur du contenant, de préférence sous la forme d’un serpentin pour améliorer le transfert de chaleur avec le fluide dans le contenant. Avec cette boucle de circuit fermée, le fluide peut circuler à travers la conduite d'écoulement et à travers le premier échangeur de chaleur passant à l’intérieur du contenant et ainsi le chauffage peut être transféré du contenant au fluide dans la boucle de circuit.

De l’autre côté du premier échangeur de chaleur, le premier échangeur de chaleur est raccordé à l’échangeur de chaleur intermédiaire. 5 Ici, on peut prévoir deux conduites d’écoulement de fluide qui raccordent les raccordements correspondants sur l’échangeur de chaleur respectif. Ainsi, on obtient une boucle fermée de fluide dans laquelle le fluide peut circuler entre le premier échangeur de chaleur et l’_échangeur de chaleur intermédiaire.

De manière similaire, on prévoit une boucle fermée de fluide entre l'échangeur de chaleur intermédiaire et le dernier échangeur de chaleur avec les conduites de raccordement de fluide entre les raccordements correspondants sur les échangeurs de chaleur respectifs. Ainsi, le fluide peut circuler entre l’_échangeur de chaleur intermédiaire et le dernier échangeur de chaleur.

De manière similaire, une boucle fermée de fluide est prévue entre le dernier échangeur de chaleur et le distributeur de circuit de chauffage en prévoyant des conduites de raccordement de fluide entre les raccordements correspondants sur l’_échangeur de chaleur et le distributeur. Ensuite, le fluide peut circuler entre l’échangeur de chaleur et le distributeur dans une boucle fermée.

Lorsque les boucles fermées de fluide se rencontrent au niveau des échangeurs de chaleur respectifs, la chaleur peut être transférée d’une boucle de température plus élevée à une boucle de température inférieure.

Par exemple, l'échangeur de chaleur peut être du type des échangeurs de chaleurà plaque, qui sont des échangeurs de chaleur passifs, les échangeurs de chaleur eux-mêmes ne nécessitent pas d'énergie. Pour fournir la circulation dans les boucles fermées respectives de fluide, on peut prévoir

6 BE2022/5527 une pompe dans chacune des boucles. Une telle pompe peut être une pompe relativement petite nécessitant un minimum d'énergie, en particulier de l’énergie électrique. Ainsi, avec l’effort énergétique minimum, la température peut être amenée à un niveau qui est adéquat pour le distributeur de circuit de chauffage.

Le système de chauffage selon l'invention comprend des composants qui nécessitent l’énergie minimum, tel qu’un dispositif de chauffage par induction, les pompes dans les boucles fermées de fluide, alors que le transfert de chaleur peut être réalisé de manière relativement efficace. Par conséquent, la demande énergétique totale du système de chauffage électrique est relativement faible par rapport aux systèmes de chauffage électrique classiques.

Dans un exemple, le fluide dans le contenant est amené à une température d'environ 310 degrés Celsius. Avec chaque échangeur de chaleur, la température peut être abaissée à environ 70 degrés Celsius, en supposant qu’un échangeur de chaleur est d’environ 90 kW. La baisse de température peut de préférence être d’environ 70 degrés Celsius ou plus, par exemple d'environ 90 degrés Celsius ou moins, par exemple environ 60 degrés Celsius. Au niveau du dernier échangeur de chaleur, la température est avantageusement amenée à environ 90 degrés Celsius pour l'échange avec le circuit de chauffage. Dans un autre exemple, la température du fluide dans le contenant peut être d’environ 240 degrés Celsius. Dans le premier échangeur de chaleur, la température est avantageusement amenée d’environ 240 à 220 degrés Celsius. Dans l'échangeur de chaleur intermédiaire, la température est avantageusement amenée d'environ 170 à 150 degrés Celsius. Dans le dernier échangeur de chaleur, la température est avantageusement amenée d’environ 100 à 80 degrés Celsius pour la distribution au distributeur. En réduisant progressivement la température sur deux ou trois étapes, des échangeurs de chaleur relativement simples,

7 BE2022/5527 par exemple des échangeurs de chaleur d’environ 90 kW, peuvent suffire.

Ainsi, le système peut être fabriqué avec des composants relativement compétitifs du point de vue des coûts tout en obtenant une efficacité relativement importante. De manière avantageuse, la baisse de température est réalisée en trois étapes, permettant une modeste chute de température sur chaque échangeur de chaleur, permettant d'utiliser des échangeurs de chaleur relativement simples, compétitifs du point de vue des coûts et économes en énergie. Une chute de température trop importante par étape ne serait plus économe en énergie. On peut calculer que le système de chauffage selon l’invention consomme environ 5 kWh tout en distribuant la chaleur équivalente à un système de chauffage à gaz d’environ 28 — 30 kWh.

Typiquement, le temps de fonctionnement d’un système de chauffage de 5 kWh, pour une journée avec une température extérieure comprise entre environ 5 et 18 degrés Celsius est de cinq heures, pour une journée avec une température extérieure comprise entre environ 0 et 5 degrés Celsius, est d’environ 7 heures, pour une journée avec une température extérieure comprise entre environ -15 et 0 degré Celsius est de 12 heures. Lorsque l’on considère que le système de chauffage fonctionne environ 200 jours par an, avec une moyenne de 8 heures par jour, le système de chauffage consomme entre 8000 et 9000 kWh/an. Un système de chauffage au gaz équivalent consomme 31500 kWh/an pour les mêmes conditions de fonctionnement. Le système de chauffage selon l'invention consomme ainsi non seulement moins d'énergie, mais également réduit les émissions de CO». Le système de chauffage au gaz a une émission de 31500 kWh x 0,210 kg/kWh = 6615 kg

CO». Le système de chauffage selon linvention a une émission de 9000 kWh x 0,210 kg/kWh = 1890 kg CO».

Typiquement, le contenant du système de chauffage est rempli avec un fluide huileux, tel qu’un fluide caloporteur, par exemple un fluide caloporteur à base de minéraux, telle qu’une huile minérale. De manière avantageuse, la boucle fermée des échangeurs de chaleur respectifs, peut

8 BE2022/5527 être remplie avec le même fluide huileux, tel que le fluide caloporteur à base de minéraux. Dans le distributeur, la boucle fermée raccordée à l’_échangeur de chaleur peut être remplie avec du fluide, et la boucle se raccordant au circuit de chauffage peut être remplie avec de l’eau.

De manière avantageuse, le distributeur du système de chauffage est agencé pour le raccordement à un circuit de chauffage à radiateur et/ou un circuit de chauffage sanitaire. Le circuit de chauffage à radiateur et/ou le circuit de chauffage sanitaire peut (peuvent) être rempli(s) avec de l’eau pour transporter la chaleur jusqu’aux radiateurs, au chauffage par le sol, aux robinets, etc.

En outre, on peut prévoir une carcasse qui loge le contenant, le dispositif de chauffage par induction, les échangeurs de chaleur et le distributeur. Une telle carcasse peut avoir la même dimension ou une dimension similaire aux systèmes de chaudière classiques, et ainsi le remplacement d’un système classique par le système selon l'invention peut être réalisé relativement simplement, étant donné qu'il peut avoir à peu près la même taille et environ le même poids. Également, les raccordements au circuit de chauffage peuvent être agencés de sorte qu’ils s'adaptent aux raccordements potentiels qui peuvent déjà être présents. Ceci permet ainsi une utilisation polyvalente du système pour un bâtiment neuf ainsi que pour des projets de rénovation.

D’autres modes de réalisation avantageux sont dans les revendications dépendantes.

L'invention est en outre expliquée sur la base d’un mode de réalisation exemplaire qui est représenté sur un dessin. Le dessin représente les figures : [Fig. 1] La figure 1 est une représentation schématique d’un premier mode de réalisation d’un système de chauffage selon l'invention ;

9 BE2022/5527 [Fig. 2] La figure 2 est une représentation schématique d’un second mode de réalisation d’un système de chauffage selon l'invention.

Il faut noter que le dessin n’est qu’une représentation schématique des modes de réalisation exemplaires de l'invention. Les parties identiques sont indiquées avec les mêmes numéros de référence.

La figure 1 représente une représentation schématique d’un système de chauffage 100 selon l'invention. Le système de chauffage 100 est un système de chauffage électrique, schématiquement représenté par le plus et le moins comme un raccordement électrique 101 avec par exemple une prise à l'extérieur du système de chauffage. Le système de chauffage est ainsi alimenté uniquement par voie électrique.

Le système de chauffage 100 comprend un contenant 102 destiné à être rempli avec du fluide, en particulier pour le remplissage avec du liquide, plus particulièrement avec une huile, encore plus particulièrement avec une huile de transfert de chaleur. Une cavité 103 du contenant 102 est, à l’usage, remplie avec le liquide. Dans un mode de réalisation, comme représenté ici sur la figure 1, le contenant a une partie inférieure 104 qui a une plus petite section transversale qu’une partie supérieure 105. Le contenant 102, en particulier le liquide dans le contenant 102, est chauffé avec un dispositif de chauffage électrique, en particulier avec un dispositif de chauffage par induction 106. Le dispositif de chauffage par induction 106 a un serpentin 107 qui est agencé autour de la partie inférieure 104 du contenant 102, chauffant ainsi initialement le liquide dans la partie inférieure 104. Suite au chauffage, le liquide chauffé dans la partie inférieure 104 peut monter et peut commencer à s’écouler par convection thermique. Pour améliorer davantage la circulation du liquide, en particulier du liquide chauffé, un élément de rayonnement de chaleur supplémentaire 108 est agencé dans le contenant 102. De manière avantageuse, l'élément de rayonnement de chaleur 108 est agencé dans la

10 BE2022/5527 partie du contenant 102 qui est enfermée par le dispositif de chauffage par induction 106, ici qui est la partie inférieure 104. Il faut comprendre que d’autres configurations du contenant peuvent être également possibles.

Également, il faut comprendre que la partie inférieure plus petite du contenant est facultative. En outre, on envisage que d’autres configurations, au lieu d’un serpentin, du dispositif de chauffage par induction sont également possibles. Par exemple, le dispositif de chauffage par induction peut être intégré dans le contenant, par exemple dans une paroi ou un fond du contenant. La section transversale du contenant peut être polygonale ou circulaire, le contenant peut ainsi avoir une forme prismatique ou cylindrique.

L'élément de rayonnement de chaleur supplémentaire 108 est ici en forme de champignon, avec une partie de tige 109 configurée pour s'adapter dans la partie inférieure 104 du contenant 102, et une partie de tête 110 s’étendant hors de la partie inférieure 104 dans la partie supérieure 105. En variante, l’élément de rayonnement de chaleur 108 peut s'adapter entièrement dans la partie enfermée ou chauffée par le dispositif de chauffage par induction 106. L'élément de rayonnement de chaleur 108 est de préférence réalisé à partir d’un matériau thermiquement conducteur tel que le métal, par exemple le cuivre, le fer ou l’acier. Ainsi, l’élément de rayonnement de chaleur 108 est également chauffé par le dispositif de chauffage par induction 106, et en prenant en considération sa masse et/ou son matériau, peut retenir la chaleur pendant une durée relativement longue et/ou peut rayonner la chaleur retenue jusqu’au liquide pendant une durée relativement longue. Ceci permet au dispositif de chauffage par induction 106 d’être opérationnel uniquement pendant une durée limitée, et par intermittence. Dans la période entre les activités opérationnelles suivantes du dispositif de chauffage par induction, l’_élément de rayonnement de chaleur peut ensuite encore rayonner une certaine chaleur jusqu'au liquide et la température du liquide dans le contenant peut être

11 BE2022/5527 maintenue au-dessus d’un seuil prédéterminé pendant une période de temps plutôt longue. Ainsi, le dispositif de chauffage par induction peut fonctionner de manière limitée, donc la consommation énergétique du dispositif de chauffage par induction peut également être relativement faible. Également, une fois que la température du fluide dans le contenant a chuté au-dessous d’un seuil prédéfini, le dispositif de chauffage par induction 106 peut être activé pour chauffer le liquide et/ou l’élément de rayonnement de chaleur 108.

L'élément de rayonnement de chaleur 108 peut être prévu avec des canaux 111 passant à travers l'élément de rayonnement de chaleur, de bas en haut. Le liquide peut s’écouler à travers les canaux 111. Ainsi, la zone de contact entre le liquide et élément de rayonnement de chaleur 108 peut être augmentée, ce qui se traduit par un échange de chaleur amélioré entre l'élément de rayonnement de chaleur et le liquide. Également en prévoyant des canaux 111 qui passent à travers l’élément de rayonnement de chaleur 108 de bas en haut, ceci permet au liquide de circuler davantage, ce qui permet au liquide chauffé de monter, par exemple, à travers les canaux 111.

Améliorant ainsi la circulation du liquide et améliorant le mélange de liquide chauffé avec le liquide qui doit être chauffé. Ainsi, la température de la totalité du liquide à l’intérieur du récipient peut être augmentée plus rapidement jusqu’à un niveau supérieur au seuil prédéfini. De manière avantageuse, la tige 109 de l’élément de rayonnement chaleur 108 peut être cylindrique ou peut être prismatique. De manière avantageuse, la forme de la tige 109 correspond à la forme de la partie inférieure 104 du contenant 102. De manière similaire, la tête 110 de l’_élément de rayonnement de chaleur 108 peut être en forme de demi-balle ou peut être de forme pyramidale.

Le système de chauffage 100 peut en outre comprendre un organe de commande 200. Ici, l'organe de commande est schématiquement représenté

12 BE2022/5527 et opérationnellement raccordé au moins au dispositif de chauffage par induction 106. L’organe de commande 200 est de préférence configuré pour actionner ou activer le dispositif de chauffage par induction 106, lorsque la température du liquide dans le contenant 102 chute au-dessous d’un seuil prédéfini. L’organe de commande 200 peut, par exemple, être raccordé opérationnellement à un thermomètre, par exemple dans le contenant 102, pour mesurer la température du liquide dans le contenant et/ou dans un agencement utilitaire, tel qu’une pièce, pour mesurer la température dans la pièce qui peut déclencher une demande de chaleur.

Le système de chauffage 100 comprend en outre un premier échangeur de chaleur 300 qui est couplé au contenant 102. Le premier échangeur de chaleur 300 est prévu, du côté en amont, avec un agencement de boucle 310 qui est raccordé, opérationnellement, au contenant. Ici, l’agencement de boucle 310 peut être mis en œuvre sous la forme d’une boucle 310 raccordant un premier point de raccordement 311 du premier échangeur de chaleur 300 avec un second point de raccordement 312 du premier échangeur de chaleur, formant ainsi une boucle fermée. Le fluide dans la boucle est circulé par une pompe 320. La boucle 310 entre dans le contenant 102, de sorte que le fluide dans la boucle 310 peut être chauffé parle liquide dans le contenant 102. La boucle 310 pénètre ensuite dans le contenant 102 à un point d’entrée 313 et sort du contenant à un point de sortie 314. À l’intérieur du contenant 102, la boucle 310 peut être formée sous la forme d’un serpentin pour optimiser l’_échange de chaleur entre le liquide dans la boucle 310 et le liquide dans le contenant 102. Dans l’échangeur de chaleur 300, les premier et second points de raccordement 311, 312 sont raccordés, de manière fluidique, établissant ainsi une boucle fermée 310 de fluide. Par exemple, la température du fluide dans le contenant 102 est d'environ 240 degrés Celsius, ou dans un autre exemple, d’environ 310 degrés Celsius, de préférence entre environ 200-320 degrés

Celsius. Le fluide dans la boucle fermée 310 est chauffé par la température

13 BE2022/5527 du fluide dans le contenant 102 environ à la même température que le fluide dans le contenant 102.

Le premier échangeur de chaleur 300 peut être raccordé, de manière fluidique à un autre échangeur de chaleur par une boucle 410. Ici, dans ce mode de réalisation, on prévoit trois échangeurs de chaleur au total, mais il faut comprendre que deux échangeurs de chaleur peuvent suffire, ou quatre échangeurs de chaleur ou plus peuvent être nécessaires également. Le premier échangeur de chaleur 300 est raccordé, de manière fluidique à un deuxième échangeur de chaleur 400 ou échangeur de chaleur intermédiaire.

Un troisième point de raccordement 315 est raccordé, de manière fluidique, à un premier point de raccordement 411 sur l'échangeur de chaleur intermédiaire 400. Un quatrième point de raccordement 316 du premier échangeur de chaleur est raccordé, de manière fluidique, à un deuxième point de raccordement 412 sur léchangeur de chaleur intermédiaire 400. La boucle du troisième point de raccordement 315 au premier point de raccordement 411, au deuxième point de raccordement 412 et au quatrième point de raccordement 316 est une boucle fermée dans laquelle le liquide est circulé par une pompe 420. Dans le premier échangeur de chaleur, le fluide de la boucle 310 et le fluide de la boucle 410 peuvent échanger la chaleur entre eux, amenant ainsi la température à une valeur inférieure à la température dans le contenant 102. Typiquement, la température du fluide dans la boucle 410 peut être amenée à environ 220 degrés Celsius, lorsque la température dans le contenant est d’environ 240 degrés Celsius ou à environ 230 degrés Celsius lorsque la température dans le contenant est d'environ 300 degrés Celsius. De manière avantageuse, la température dans la boucle 410 peut être amenée entre environ 180 et 240 degrés Celsius, en fonction de la température dans le contenant 102, dans tous les cas, inférieure à la température du fluide dans le contenant 102.

14 BE2022/5527

L'échangeur de chaleur intermédiaire 400 est raccordé en aval, à un troisième échangeur de chaleur, et dans cet exemple le dernier échangeur de chaleur 500. Entre l’_échangeur de chaleur intermédiaire 400 et le dernier échangeur de chaleur 500, une boucle fermée 510 est formée. Un troisième point de raccordement 415 est raccordé, de manière fluidique, à un premier point de raccordement 511 sur le dernier échangeur de chaleur 500. Un quatrième point de raccordement 416 de l'échangeur de chaleur intermédiaire est raccordé, de manière fluidique, à un deuxième point de raccordement 512 du dernier échangeur de chaleur 500. La boucle 510 du troisième point de raccordement 415 au premier point de raccordement 511, au deuxième point de raccordement 512 et au quatrième point de raccordement 416 est une boucle fermée dans laquelle le fluide est circulé par une pompe 520. En faisant circuler le fluide dans la boucle fermée 510 et en faisant circuler le fluide dans la boucle fermée 410, la chaleur peut être échangée entre les fluides dans les boucles respectives, dans l’échangeur de chaleur 400, amenant la température dans la boucle fermée 510 à chuter à environ 150 degrés Celsius (lorsque la température dans le contenant est d'environ 240 degrés Celsius) ou à environ 160 degrés Celsius (lorsque la température dans le contenant est d’environ 310 degrés Celsius). La température dans la boucle fermée 510 peut être dans la plage d’environ 100 à 190 degrés Celsius, en fonction de la température dans le contenant 102.

Les pompes 320, 420, 520 peuvent également être actionnées électriquement via le raccordement de puissance 101, schématiquement indiqué sur la figure 1.

L’organe de commande 200 peut être raccordé, de manière opérationnelle, également aux échangeurs de chaleur 300, 400, 500 et/ou aux pompes 320, 420, 520 en fonction de l’algorithme de commande.

L’organe de commande 200 peut, par exemple, en réponse à une mesure de température extérieure du système de chauffage 100, par exemple, dans un

15 BE2022/5527 bâtiment ou dans le circuit de chauffage, envoyer un signal d'activation à l’un parmi le dispositif de chauffage par induction 106, le premier échangeur de chaleur 300, l'échangeur de chaleur intermédiaire 400, le dernier échangeur de chaleur 500 ou les pompes respectives.

Le dernier échangeur de chaleur 500 peut être raccordé, en outre, en aval, de manière fluidique, à un distributeur 600. Un tel distributeur 600 est typiquement raccordé, à un circuit de chauffage 700, qui peut être un circuit de chauffage à radiateur et/ou un circuit de chauffage sanitaire.

Dans un mode de réalisation, le système de chauffage 100 comprenant le contenant, le dispositif de chauffage par induction 106, le premier échangeur de chaleur, l’échangeur de chaleur intermédiaire et le dernier échangeur de chaleur 300, 400, 500 peut être agencé dans une carcasse, un boîtier 800. Ensuite, le boîtier a deux points de raccordement 801 et 802 qui sont agencés pour le raccordement au distributeur 600. Dans le boîtier, un raccordement de fluide, par exemple sous la forme d’un tuyau ou d’un tube, est prévu entre un troisième point de raccordement 515 sur le dernier échangeur de chaleur et le premier point de raccordement de boîtier 801. Également, on trouve ensuite un raccordement de fluide, se présentant par exemple, sous la forme d’un tuyau ou d’un tube prévu entre le quatrième point de raccordement 516 et le deuxième point de raccordement de boîtier 802. Ensuite, le distributeur 600 peut être à l’extérieur de la carcasse 800, par exemple lorsque la réutilisation d’un distributeur déjà présent est envisagée.

En variante, le distributeur 600 peut faire partie du système de chauffage 100 et peut être prévu sur le côté d’une carcasse 900, comme représenté sur la figure 2. Lorsque le distributeur 600 est raccordé, de manière fluidique, au dernier échangeur de chaleur 500 à l’intérieur du boîtier 900, un raccordement de fluide est prévu entre le troisième point de raccordement 515 sur le dernier échangeur de chaleur 500 et un premier

16 BE2022/5527 point de raccordement 611 sur le distributeur 600. Également, un raccordement de fluide est prévu entre un quatrième point de raccordement 516 sur le dernier échangeur de chaleur 500 et un deuxième point de raccordement 612 sur le distributeur. Une boucle fermée 610 peut ainsi être établie entre le troisième point de raccordement 515, le premier point de raccordement 611, le deuxième point de raccordement 612 et le quatrième point de raccordement 516. Le fluide dans la boucle fermée 610 peut être circulé par une pompe 620, qui peut être alimentée également via le raccordement électrique 101.

Dans le mode de réalisation de la figure 1 ou dans le mode de réalisation de la figure 2, lorsque le distributeur 600 est raccordé au système de chauffage 100 sur la figure 1 ou fait partie du système de chauffage 100, comme sur la figure 2, en faisant circuler le fluide dans la boucle 510 et le fluide dans la boucle 610, la température dans la boucle 610 peut être en outre abaissée à environ 80 degrés Celsius ou à environ 90 degrés Celsius. Typiquement, la température dans le distributeur peut être amenée entre environ 40 à 100 degrés Celsius, en fonction du circuit de chauffage raccordé au distributeur.

Les boucles fermées 310, 410, 510, 610 peuvent être remplies avec du liquide, de préférence le même liquide que dans le contenant 102, un liquide de type à transfert de chaleur. Le circuit de chauffage est habituellement rempli avec de l’eau.

Les raccordements de fluide entre les différents composants du système de chauffage 100 peuvent être mis en œuvre sous forme de tuyaux ou de tubes, flexibles ou rigides. Les points de raccordement peuvent être mis en œuvre sous forme de raccordement classique, hydraulique, fluidique.

En dotant un tel système de chauffage 100 de composants qui sont relativement économes en énergie, tout le système de chauffage peut être

17 BE2022/5527 alimenté uniquement par voie électrique, tout en étant aussi efficace. C’est l’opposé des systèmes de chauffage électrique classiques qui sont énergivores. Le système de chauffage selon l’invention peut être compact et économe en énergie. Également, avec un nombre limité de composants, le système de chauffage électrique est facile d’entretien.

Par souci de clarté et de concision de la description, les caractéristiques ont été décrites ici comme faisant partie des mêmes modes de réalisation ou de modes de réalisation différents, mais il ressortira plus clairement que la portée de protection de l'invention peut comprendre des modes de réalisation avec des combinaisons de toutes les caractéristiques décrites ou certaines des caractéristiques décrites. Il faut comprendre que les modes de réalisation représentés ont les mêmes composants ou des composants similaires, sauf lorsqu'ils sont décrits comme étant différents.

Dans les revendications, les signes de référence placés entre parenthèses ne doivent pas être pris comme limitant la revendication. Le terme « comprenant » n’exclut pas la présence d’autres caractéristiques ou étapes que celles spécifiées dans une revendication. En outre, les termes « un » et « un » ne doivent pas être considérés comme se limitant à « un seul », mais sont plutôt utilisés pour indiquer « au moins un » et n’excluent pas la pluralité. Le simple fait que certaines mesures sont indiquées dans des revendications mutuellement différentes ne signifie pas qu’une combinaison de ces caractéristiques ne peut pas être utilisée à bon escient.

De nombreuses variantes ressortiront plus clairement pour l'homme du métier. Toutes les variantes sont comprises pour être comprises dans la portée de protection de l’invention, telle que définie dans les revendications suivantes.

Claims

18 BE2022/5527 Revendications

1. Système de chauffage électrique pour le raccordement à un circuit de chauffage comprenant : un contenant destiné à être rempli avec du fluide ; un dispositif de chauffage par induction pour chauffer le fluide dans le contenant ; un premier échangeur de chaleur agencé pour être couplé au contenant ; un dernier échangeur de chaleur destiné à être couplé au premier échangeur de chaleur ; dans lequel le dernier échangeur de chaleur est configuré pour se coupler à un distributeur de circuit de chauffage, qui est agencé pour se coupler au circuit de chauffage.

2. Système de chauffage selon la revendication 1, comprenant en outre un échangeur de chaleur intermédiaire agencé entre le premier échangeur de chaleur et le dernier échangeur de chaleur.

3. Système de chauffage selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre le distributeur de circuit de chauffage.

4. Système de chauffage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de chauffage par induction est agencé autour du contenant.

5. Système de chauffage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le couplage entre le premier échangeur de chaleur et le contenant comprend un serpentin à l’intérieur du contenant.

6. Système de chauffage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une pompe est prévue dans au moins l’un parmi le couplage entre le premier échangeur de chaleur et le contenant, l'échangeur de chaleur intermédiaire et le premier échangeur de chaleur, le dernier

19 BE2022/5527 échangeur de chaleur et l’échangeur de chaleur intermédiaire, le distributeur de circuit de chauffage et le troisième échangeur de chaleur.

7. Système de chauffage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le contenant comprend en outre un élément de rayonnement de chaleur pour distribuer la chaleur au fluide dans le contenant.

8. Système de chauffage selon la revendication 7, dans lequel l’élément de rayonnement de chaleur comprend des alésages débouchants permettant au fluide de passer à travers l’élément.

9. Système de chauffage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le contenant comprend une extrémité inférieure avec une zone transversale réduite.

10. Systeme de chauffage selon la revendication 9, dans lequel l’élément de chauffage par induction comprend un serpentin agencé autour de l'extrémité inférieure du contenant.

11. Système de chauffage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système de chauffage est rempli avec un fluide de transfert de chaleur, tel que de l’huile, de préférence un fluide caloporteur à base de minéraux.

12. Système de chauffage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les échangeurs de chaleur sont des échangeurs de chaleur à plaque, de préférence de 90 kW.

13. Système de chauffage selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une carcasse dans laquelle le contenant, le dispositif de chauffage par induction, les échangeurs de chaleur et le distributeur de circuit de chauffage sont agencés.

20 BE2022/5527

14. Système de chauffage selon l’une quelconque des revendications 3 à 13, dans lequel le fluide dans le contenant est chauffé à une température d’environ 310 degrés Celsius, avec une baisse de température d’environ 60 à 90 degrés Celsius par échangeur de chaleur, de préférence d’environ 70 degrés Celsius pour un échangeur de chaleur de 90 kW.

15. Système de chauffage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le distributeur de circuit de chauffage est agencé pour le raccordement à un circuit de chauffage à radiateur et/ou un circuit de chauffage sanitaire et/ou dans lequel le distributeur de circuit de chauffage est agencé pour le raccordement à un circuit de chauffage rempli avec de l’eau.

16. Système de chauffage selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un organe de commande pour commander au moins l’un parmi le dispositif de chauffage par induction et les échangeurs de chaleur.

17. Systeme de chauffage selon la revendication 16, dans lequel l’organe de commande est configuré pour actionner le dispositif de chauffage par induction lorsqu'une température du fluide dans le contenant chute au- dessous d’un seuil prédéfini.