CA2599814C - Boiler with heating elements in an adjacent room and a spiral exchanger for domestic water - Google Patents
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Abstract
Description
CHAUDIERE AVEC ANTI-CHAMBRE ET ÉCHANGEUR HÉLICOIDAL
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention a pour objet une chaudière qui permet d'alimenter un système de chauffage à l'eau chaude d'un bâtiment tout en simultanément produisant de l'eau chaude domestique au sein d'une même unité.
Plus précisément, l'invention a pour objet une chaudière avec anti-chambre et échangeur hélicoïdal qui permet d'effectuer les tâches ci-dessus évoquées.
BREVE DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR
Présentement, les systèmes de chauffage à l'eau chaude sont alimentés par des chaudières électriques, à l'huile ou au gaz. La diffusion de la chaleur à
l'intérieur du bâtiment destiné à être ainsi chauffé peut être effectué avec plusieurs types d'équipements ventilo-convecteur (fan-coils), radiateur de fonte, tube à ailettes ou tubulure à plancher chauffant. La circulation de l'eau chaude à l'intérieur du bâtiment est en circuit fermé à l'aide d'une pompe circulatrice, d'où la mention de chaudière plutôt que de chauffe-eau , ce dernier système, par définition, chauffant de l'eau à usage externe et non pour un circuit fermé.
Parfois, en plus d'être la source d'énergie pour le chauffage du bâtiment, les chaudières fournissent la puissance nécessaire pour la production d'eau chaude domestique soit par l'utilisation de chauffe-eau indirect comme celui commercialisé sous la marque OPTIMIZER/TURBOMAX, soit par l'ajout d'un serpentin de type tankless à l'intérieur de la chaudière.
La combinaison chaudière et chauffe-eau indirect est intéressante puisqu'elle permet de produire de grande quantité d'eau chaude et ainsi répondre à des besoins résidentiels, commerciaux et institutionnels. Pour ce type de BOILER WITH ANTI-CHAMBER AND HELICOIDAL EXCHANGER
FIELD OF THE INVENTION
The subject of the present invention is a boiler which makes it possible to feed a hot water heating system of a building while simultaneously producing domestic hot water within the same unit.
More specifically, the invention relates to a boiler with anti-chamber and helical exchanger that allows to perform the above tasks mentioned.
BRIEF DESCRIPTION OF THE PRIOR ART
Currently, hot water heating systems are powered by electric boilers, oil or gas. The diffusion of heat to the interior of the building intended to be so heated can be carried out with several types of fan-coil equipment, radiator cast iron, finned tube or heated floor tubing. The circulation of the water hot inside the building is closed circuit using a pump circulator, hence the mention of boiler rather than water heater, the latter system, by definition, heating water for external use and not for a closed circuit.
Sometimes, in addition to being the source of energy for heating the building, boilers provide the power needed for water production hot domestic either by the use of indirect water heater like that marketed under the brand OPTIMIZER / TURBOMAX, either by adding a tankless type coil inside the boiler.
The combination boiler and indirect water heater is interesting because it allows to produce large quantity of hot water and thus to answer to residential, commercial and institutional needs. For this type of
2 système, la chaudière agit comme source d'énergie et le chauffe-eau indirect comme échangeur de chaleur.
Deux types de chauffe-eau indirect existent sur le marché. Dans le premier, le serpentin d'échange contient de l'eau de chauffage et le réservoir contient l'eau domestique. Dans le deuxième, le serpentin contient l'eau domestique, et le réservoir contient l'eau de chauffage. C'est le cas du système OPTIMIZER ci-dessus mentionné. Toutefois, ce type d'installation nécessite l'achat de deux équipements distincts.
Le deuxième des deux types ci-dessus mentionnés, consistant à ajouter un serpentin de type tankless à l'intérieur de la chaudière, est intéressant dans la mesure où il répond au besoin résidentiel à faible débit, mais il a de la difficulté à répondre à des demandes à débits plus élevé comme le remplissage d'un bain. Effectivement, ce type de système a peu de masse thermique et le serpentin, par sa forme et sa disposition, est incapable de soutirer 100% de l'énergie contenu dans la masse thermique de la chaudière.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION
La présente invention a pour objet une chaudière pour alimenter en eau de chauffage un système de chauffage d'un bâtiment et pour simultanément produire de l'eau chaude domestique. Cette chaudière est caractérisée en ce qu'elle comprend:
- un corps de chauffe pourvu d'une entrée et d'une sortie pour l'eau de chauffage;
- une anti-chambre annexée au corps de chauffe, cette anti-chambre étant en communication avec le corps de chauffe et contenant des moyens pour chauffer l'eau de chauffage; et 2 system, the boiler acts as a source of energy and the indirect water heater as a heat exchanger.
Two types of indirect water heaters exist on the market. In the first, the exchange coil contains heating water and the tank contains domestic water. In the second, the coil contains domestic water, and the tank contains the heating water. This is the case of the system OPTIMIZER above mentioned. However, this type of installation requires the purchase of two separate equipment.
The second of the two types mentioned above, consisting of adding a tankless type coil inside the boiler, is interesting to the extent that it meets the low-bandwidth residential need, but it has difficulty in responding to higher throughput requests like the filling a bath. Actually, this type of system has little mass thermal and the coil, by its shape and layout, is unable to extract 100% of the energy contained in the thermal mass of the boiler.
SUMMARY OF THE INVENTION
The present invention relates to a boiler for supplying water of heating a heating system of a building and for simultaneously produce domestic hot water. This boiler is characterized in that that she understands:
a heating body provided with an inlet and an outlet for the water of heater;
an anti-chamber attached to the heating body, this anti-chamber being in communication with the heating body and containing means for heat the heating water; and
3 - un échangeur de chaleur pourvu d'une entrée et d'une sortie pour l'eau domestique, cet échangeur étant composé de plusieurs serpentins de forme hélicoïdale disposés dans le corps de chauffe de façon à permettre un transfert d'énergie entre l'eau de chauffage se trouvant dans le corps de chauffe et l'eau domestique circulant dans les serpentins.
De préférence :
- les entrées et sorties en eau de chauffage du corps de chauffe sont pourvues d'injecteurs conçus pour (i) injecter une partie de l'eau de chauffer dans l'anti-chambre dans le but d'y créer une turbulence et assurer une transmission de chaleur de l'anti-chambre vers le corps de chauffe, (ii) assurer une diffusion uniforme de l'eau de chauffage dans le corps de chauffe et (iii) provoquer une turbulence de l'eau de chauffage autour des serpentins ;
- l'échangeur s'étend sur la quasi-totalité de la hauteur du corps de chauffe pour soutirer un maximum d'énergie par transfert de chaleur; et - l'anti-chambre est disposée dans une partie inférieure du corps de chauffe pour profiter d'une convection naturelle au sein dudit corps de chauffe.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION
Tel qu'indiqué ci-dessus, l'invention a donc pour objet une chaudière qui permet à la fois le chauffage d'un bâtiment et la production d'eau chaude domestique instantanée à débit élevé à l'intérieur d'un seul appareil.
Cette chaudière comprend un corps de chauffe qui est pourvu d'une anti-chambre et est rempli d'eau de chauffage à basse pression. Un circuit à
basse pression pourvu d'une pompe circulatrice permet d'alimenter des équipements de diffusion d'un bâtiment en circulant l'eau de chauffage entre le corps de chauffe et les équipements de diffusion du bâtiment qui peuvent être constitués d'un ventilo-convecteur (fan-coils), un radiateur de fonte, un tube à ailettes ou une tubulure à plancher chauffant. La production d'eau chaude domestique est assurée par le transfert d'énergie entre l'eau de 3 - a heat exchanger with an inlet and an outlet for water domestic, this exchanger being composed of several form coils helical arranged in the heating body so as to allow a energy transfer between the heating water in the body of the heating and domestic water circulating in the coils.
Preferably:
- the heating water inlets and outlets of the heating body are equipped with injectors designed to (i) inject part of the water to heat in the anti-chamber in order to create a turbulence and ensure a heat transfer from the anti-chamber to the heating body, (ii) ensure uniform distribution of the heating water in the body of and (iii) cause turbulence of the heating water around the coils;
the exchanger extends over almost the entire height of the heating body to extract a maximum of energy by heat transfer; and the anti-chamber is arranged in a lower part of the heating body to enjoy a natural convection within said heating body.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As indicated above, the subject of the invention is thus a boiler which allows both the heating of a building and the production of hot water instantaneous high-speed domestic inside a single device.
This boiler comprises a heating body which is provided with an chamber and is filled with low pressure heating water. A circuit to low pressure pump equipped with a circulating pump can feed diffusion equipment of a building by circulating the heating water between the heating body and the building diffusion equipment that can consist of a fan-coil, a cast iron radiator, a finned tube or tubing with heated floor. Water production Domestic hot water is provided by the transfer of energy between the water of
4 chauffage du corps de chauffe et un échangeur de chaleur composé de plusieurs serpentins de cuivre de forme hélicoïdale disposés de façon à
soutirer 100% de l'énergie du corps de chauffe. Des moyens de chauffage, également appelés ci-après source d'énergie sont installés à l'intérieur de l'anti-chambre du corps de chauffe. Ces moyens de chauffe sont choisis pour avoir la puissance nécessaire pour répondre à la demande d'eau chauffage et d'eau domestique.
Puisque le corps de chauffe est toujours rempli d'eau de chauffage en circuit fermée, il n'y a pas de corrosion à l'intérieur de ce corps de chauffe.
Effectivement, après quelques heures, l'oxygène contenu dans l'eau de chauffage au démarrage est purgée et cette eau non-oxygéné demeure dans le système année après année sans corroder le corps de chauffe, ceci assurant ainsi une longue durée de vie de l'appareil.
Les entrées et sorties en eau de chauffage dans le corps de chauffe de la chaudière sont pourvus d'injecteurs tels que ceux faisant l'objet du brevet canadien no. 2.038.520. Cela permet une diffusion uniforme de l'eau de chauffage à l'intérieur du corps de chauffe lorsque la pompe circulatrice est en fonction, provoquant une turbulence de l'eau de chauffage autour des serpentins, les injecteurs favorisent l'échange thermique tout en éliminant les zones stagnantes ou passages froids d'eau de chauffage qui normalement s'accumulerait.
La présence d'eau de chauffage à l'intérieur du corps de chauffe permet de conserver l'efficacité de l'appareil au cours du temps contrairement aux chauffe-eau traditionnel ou aux chaudières utilisé comme booster . En effet, l'eau de chauffage ne contient pas de sédiments et calcaire contrairement à l'eau domestique. Ainsi, il n'y a pas de dépôt de tartre sur les parois externe de l'échangeur et les surfaces chaudes de la source d'énergie (éléments électriques, brûleur, échangeurs à gaz) contrairement aux systèmes traditionnels. Puisque le tartre agit comme isolant et ralenti le processus de transfert de chaleur, l'efficacité du système selon l'invention devrait donc être supérieur aux systèmes traditionnels aux cours du temps.
Tel que précédemment mentionné, l'échangeur permettant le transfert d'énergie pour la production d'eau chaude domestique est composé de 4 heating of the heating body and a heat exchanger consisting of several spiral-shaped copper coils arranged so as to withdraw 100% of the energy from the heating body. Heating means, also called hereinafter energy source are installed inside of the anti-chamber of the heating body. These heating means are chosen to have the power to meet the demand for water heating and domestic water.
Since the heater is still filled with heating water in circuit closed, there is no corrosion inside this heating body.
Indeed, after a few hours, the oxygen contained in the water of heating is purged and this non-oxygenated water remains in the system year after year without corroding the heating body, this thus ensuring a long service life of the device.
The inputs and outputs of heating water in the heating body of the boilers are provided with injectors such as those covered by the patent Canadian no. 2038520. This allows a uniform diffusion of water from heating inside the heating body when the circulating pump is in operation, causing turbulence of the heating water around the coils, injectors promote heat exchange while eliminating the stagnant areas or cold passages of heating water that normally would accumulate.
The presence of heating water inside the heating body makes it possible to maintain the efficiency of the device over time contrary to traditional water heater or boilers used as booster. In indeed, the heating water does not contain sediment and limestone unlike domestic water. Thus, there is no deposit of scale on the outer wall of the exchanger and the hot surfaces of the energy source (electrical elements, burner, gas exchangers) contrary to the traditional systems. Since the scale acts as an insulator and heat transfer process, the efficiency of the system according to the invention should therefore be superior to traditional systems over time.
As previously mentioned, the exchanger allowing the transfer of energy for domestic hot water production is composed of
5 plusieurs serpentins de cuivre. Ceci permet d'éviter tout problème de corrosion avec l'eau domestique, car le cuivre a une durée de vie de plus de 50 ans.
L'échangeur de chaleur a avantageusement une forme et une disposition permettant de soutirer le maximum d'énergie de la masse thermique du corps de chauffe. Tel que déjà mentionné, cet échangeur est composé de plusieurs serpentins hélicoïdaux qui sont avantageusement disposés de façon compacte et circulaire pour permettre de soutirer l'énergie dans l'ensemble du cylindre du corps de chauffe. Avantageusement aussi l'échangeur s'étend sur toute la hauteur du corps de chauffe et est pourvu d'une entrée d'eau froide domestique qui est située dans la partie inférieure du corps de chauffe et une sortie d'eau chaude domestique de l'échangeur qui est situé dans la partie supérieure du corps de chauffe.
La forme hélicoïdale du serpentin de cuivre a l'avantage de favoriser la turbulence de l'eau domestique à l'intérieur du serpentin de cuivre. Ceci augmente l'échange thermique entre l'eau de chauffage et l'eau domestique et diminue l'accumulation de tartre à l'intérieur du serpentin. La forme hélicoïdale du serpentin permet aussi une contraction en dilatation du matériel de manière radiale ce qui réduit également l'accumulation de tartre.
Tel que précédemment mentionné, la source d'énergie requise pour fournir la puissance nécessaire pour répondre à la demande de chauffage est présente dans l'anti-chambre du corps de chauffe. Cette anti-chambre est un annexe au corps de chauffe qui communique l'énergie via les ouvertures du cylindre du corps de chauffe. Cette anti-chambre se situe en fait dans la 5 several copper coils. This avoids any problem of corrosion with domestic water because copper has a lifetime of more than 50 years.
The heat exchanger advantageously has a shape and a layout to extract the maximum energy from the thermal mass of the heater. As already mentioned, this exchanger is composed of several helical coils which are advantageously arranged compact and circular way to extract energy from the whole cylinder of the heating body. Advantageously also the exchanger extends over the entire height of the heating body and is provided a domestic cold water inlet which is located in the lower part of the heating body and a domestic hot water outlet of the heat exchanger which is located in the upper part of the heating body.
The helicoidal shape of the copper coil has the advantage of promoting the turbulence of domestic water inside the copper coil. This increases heat exchange between heating water and domestic water and decreases scale build up inside the coil. The form helical coil also allows a contraction in expansion of the radially, which also reduces scale buildup.
As previously mentioned, the energy source required to provide the power needed to meet heating demand is present in the anti-chamber of the heating body. This anti-chamber is a annex to the heating body which communicates the energy via the openings of the cylinder of the heating body. This anti-chamber is actually in the
6 partie inférieure du corps de chauffe. En positionnant la source d'énergie dans l'anti-chambre, on peut disposer l'échangeur d'eau domestique composé de plusieurs serpentins dans l'ensemble du volume du corps de chauffe, et non l'isoler dans la partie supérieure du corps de chauffe. Cette disposition favorise l'échange thermique à 100% de la masse thermique, contrairement aux chaudières ayant un tankless qui ne permettent pas de soutirer le maximum d'énergie de la chaudière, car le tankless se situe seulement dans la partie supérieure de celle-ci.
En pratique, l'énergie de l'anti-chambre est transmise au corps de chauffe par des ouvertures lorsque la pompe circulatrice est en fonction, ou par convection naturelle. Ceci crée une turbulence et assure une transmission de chaleur de l'anti-chambre vers le corps de chauffe.
Le fait que l'anti-chambre soit positionnée sur le côté inférieur du corps de chauffe permet, lorsque la pompe circulatrice est à l'arrêt, d'assurer une convection naturelle à l'intérieur du corps de chauffe, à même titre qu'une plinthe chauffante sous une fenêtre. Cette convection naturelle assure une température plus uniforme entre le bas et le haut du corps de chauffe lorsque la pompe est à l'arrêt et que la source d'énergie est en fonction, contrairement au chauffe-eau traditionnel. De plus, la source d'énergie peut être de plusieurs types: électrique, à l'huile, au gaz ou solaire.
La chaudière selon l'invention peut être accompagnée d'une voie de contournement permettant de circuler l'eau de chauffage entre le haut et le bas de la chaudière. Lorsqu'il y a une demande d'eau chaude domestique et que l'eau de chauffage est stagnante (aucune voie de contournement), environ 70% de l'énergie du réservoir est transmis à l'eau domestique avant que les éléments se mettent en marche, car les aquastats des éléments sont situés dans la partie supérieure de la chaudière et que l'eau à l'entrée (bas du réservoir) est plus froide qu'à la sortie (haut du réservoir). Il en est de même dans un chauffe-eau électrique traditionnel. Selon l'invention, pour 6 lower part of the heating body. By positioning the energy source in the anti-chamber, we can have the domestic water exchanger composed of several serpentines in the entire body volume of heat, not isolate it in the upper part of the heating body. This provision promotes the thermal exchange at 100% of the thermal mass, unlike boilers with a tankless that do not allow extract the maximum energy from the boiler because the tankless is located only in the upper part of it.
In practice, the energy of the anti-chamber is transmitted to the heating body through openings when the circulating pump is in operation, or by natural convection. This creates turbulence and ensures transmission of heat from the anti-chamber to the heating body.
The fact that the anti-chamber is positioned on the lower side of the body of When the circulation pump is switched off, the heater enables a natural convection inside the heating body, just as baseboard heating under a window. This natural convection ensures a more uniform temperature between the bottom and the top of the heating body when the pump is stopped and the energy source is running, unlike the traditional water heater. In addition, the energy source can be of several types: electric, oil, gas or solar.
The boiler according to the invention may be accompanied by a bypass to circulate the heating water between the top and the bottom of the boiler. When there is a demand for domestic hot water and the heating water is stagnant (no bypass), about 70% of the reservoir's energy is transmitted to the domestic water before that the elements start up because the aquastats of the elements are located at the top of the boiler and that the water at the entrance (bottom tank) is cooler than the outlet (top of tank). It is even in a traditional electric water heater. According to the invention, for
7 améliorer le temps de réaction et augmenter la production d'eau chaude domestique, un aquastat peut être situé dans la partie inférieure du réservoir.
Lorsqu'il y a une demande d'eau chaude domestique, cet aquastat met en marche la pompe de la voie de contournement pour déplacer l'eau du bas du réservoir vers le haut du réservoir et mettre en marche les éléments électrique plus rapidement et ainsi permettre l'augmentation de la production d'eau chaude domestique.
Il convient de mentionner qu'en pratique, le corps de chauffe de la chaudière selon l'invention, pourrait servir pour un autre usage, à savoir emmagasiner de l'énergie pour le libérer lorsque les coûts de l'énergie varient selon la période de la journée. L'énergie pourrait être emmagasinée par de l'eau ou tout autre matériel à changement de phase.
L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description non limitative qui suit d'un mode de réalisation préféré de l'invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 est une vue en perspective ouverte d'une chaudière avec anti-chambre et échangeur hélicoïdal selon un mode de réalisation préféré de l'invention;
les figures 2, 3 et 4 sont respectivement des vues ouvertes de dessus, de face et de côté de la chaudière illustrée sur la figure 1;
les figures 5 et 6 sont des vues similaires à celles des figures 2 et 4, dans lesquels les éléments structuraux de base de la chaudière sont identifiés à
l'aide de numéros; et la figure 7 est une schéma illustrant la façon dont la chaudière illustrée sur les figures 1 à 6, peut être installée et utilisée dans un bâtiment.
WO 2006/105667 improve reaction time and increase hot water production domestic, an aquastat may be located in the lower part of the tank.
When there is a demand for domestic hot water, this aquastat run the bypass pump to move the water from the bottom of the tank up the tank and turn on the elements electric faster and thus allow the increase in production domestic hot water.
It should be mentioned that in practice, the boiler's heating element according to the invention, could be used for another purpose, namely to store energy to release it when energy costs vary according to the period of the day. Energy could be stored by water or any other phase change equipment.
The invention and its advantages will be better understood when reading the following non-limiting description of a preferred embodiment of the invention.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
FIG. 1 is an open perspective view of a boiler with chamber and helical exchanger according to a preferred embodiment of the invention;
FIGS. 2, 3 and 4 are respectively open views from above, from front and side of the boiler illustrated in Figure 1;
Figures 5 and 6 are views similar to those of Figures 2 and 4, in which the basic structural elements of the boiler are identified at using numbers; and Figure 7 is a diagram illustrating how the boiler illustrated on Figures 1 to 6, can be installed and used in a building.
WO 2006/10566
8 PCT/CA2006/000539 DESCRIPTION D'UN MODE DE RÉALISATION PRÉFÉRÉ
La chaudière selon le mode de réalisation préféré de l'invention illustré dans les dessins annexés comprend un corps de chauffe fait d'un cylindre fini en acier (1), d'une tête inférieure en acier (3) et d'une tête supérieure en acier (2). L'eau de chauffage (25) se trouve dans le corps de chauffe. Le volume du corps de chauffe peut varier de 10 à 100 gallons impériaux. Le corps de chauffe est, en pratique, capable d'opérer jusqu'à des pressions de 150 psi.
Il dispose de connections (4) et (5) pour l'entrée et la sortie de l'eau de chauffage via des injecteurs. Ces injecteurs sont avantageusement de structure et d'opération similaire à ceux décrits dans le brevet canadien no. 2.038.520.
Le cylindre (1) du corps de chauffe dispose de plusieurs autres ouvertures dans lesquelles des éléments sont connectés. En plus de l'ouverture dans laquelle est connecté l'injecteur inférieur (4), le cylindre comprend une première autre ouverture (6) dans laquelle est connectée une sonde de température. Cette ouverture est dans le tiers inférieur du réservoir. Une deuxième autre ouverture sert à la connexion d'un puits pour des aquastats de contrôle (7). Une troisième autre ouverture permet l'insertion d'un puit de limitation des hautes températures (8) et une quatrième pour une bride de connexion entre un échangeur et le corps de chauffe. La partie inférieure du cylindre présente en outre des ouvertures permettant la circulation de l'eau entre une anti-chambre adjacente qui sera décrite plus en détail ci-après et le cylindre du corps de chauffe.
La tête inférieure (3) ne contient aucune ouverture. La tête supérieure (2) contient toutefois quelques ouvertures dans lesquelles sont installées un purgeur d'air (12), un manomètre thermomètre (11) et une valve de sûreté
(10) en plus de l'injecteur supérieur (5) et de la bride de connexion entre l'échangeur et la tête supérieure (13). 8 PCT / CA2006 / 000539 DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT
The boiler according to the preferred embodiment of the invention illustrated in the appended drawings comprises a heating body made of a cylinder finished in steel (1), a lower steel head (3) and an upper head made of steel (2). The heating water (25) is in the heating element. Volume The heating body can vary from 10 to 100 imperial gallons. The body of The heater is, in practice, capable of operating up to pressures of 150 psi.
It has connections (4) and (5) for the entry and exit of water from heating via injectors. These injectors are advantageously structure and operation similar to those described in the Canadian patent no. 2038520.
The cylinder (1) of the heating body has several other openings in which elements are connected. In addition to opening in which the lower injector (4) is connected, the cylinder comprises a first other opening (6) in which a probe of temperature. This opening is in the lower third of the tank. A
second other opening is used to connect a well for aquastats control (7). A third other opening allows the insertion of a well of limitation of high temperatures (8) and a fourth for a flange of connection between an exchanger and the heating body. The lower part of cylinder also has openings for the circulation of water between an adjacent anti-chamber which will be described in more detail below and the cylinder of the heating body.
The lower head (3) contains no opening. The upper head (2) however contains some openings in which are installed a air vent (12), a thermometer gauge (11) and a safety valve (10) in addition to the upper injector (5) and the connection flange between the exchanger and the upper head (13).
9 L'anti-chambre adjacente au corps de chauffe est composée d'un cylindre (15) soudé au corps de chauffe, d'une tête inférieure (17) formée ou plate et d'une tête supérieure (16) formée ou plate. La tête inférieure ne contient aucune ouverture. La tête supérieure contient toutefois des ouvertures pour l'insertion d'éléments électriques (18) ou brûleur à l'huile ou au gaz ou sonde de température (19).
Un échangeur de chaleur pour chauffer de l'eau domestique est monté dans le corps de chauffe. Cet échangeur est composé de plusieurs serpentins de cuivre hélicoïdales (20) assemblés à l'intérieur du corps de chauffe de façon compacte, tel que décrit dans le brevet canadien précité no. 2.038.520.
L'échangeur est assemblé pour que les serpentins (20) s'entrecroisent. Tous les serpentins sont réunis à l'entrée et à la sortie via une seule connexion (13) (14) pour l'eau domestique. Le nombre de serpentins peut varier entre 3 et 10 selon le volume du réservoir et la pression maximale d'opération est de 150 psi.
Avantageusement, l'extérieur du corps de chauffe est bien isolé à l'aide de laine ou de mousse isolante (22). Le tout peut être recouvert d'un cabinet d'acier (23) peinturé à l'époxy.
Des essais ont été effectués sur un prototype de la chaudière ci-dessus décrite dans un système d'installation tel que schématisé sur la Figure 7.
Dans ce schéma :
- la ligne 31 illustre la conduite d'alimentation en eau froide domestique de la chaudière ;
- la ligne 33 illustre la conduite d'alimentation en eau chaude domestique en provenance de la chaudière ; cette conduite est reliée à la conduite 31 via un clapet antiretour 35 et une valve de mélange thermostatique 37, ce qui permet de produire de l'eau chaude domestique mélangée ; et - la ligne 39 illustre le circuit de chauffage primaire, qui est constitué de conduits d'alimentation en eau de chauffage associées à des pompes 41, et qui comprend en outre un vase d'expansion 43.
Dans ce même schéma :
5 - les éléments numérotés 45 sont des valves de maintenance ;
- les éléments numérotés 47 sont des clapets antiretour ;
- l'élément numéroté 49 est un dispositif antiretour ; et - l'élément numéroté 51 est un indicateur de pression.
Les essais qui ont été effectués avec cette installation se sont avérés 9 The anti-chamber adjacent to the heating body is composed of a cylinder (15) welded to the heating body, a lower head (17) formed or flat and an upper head (16) formed or flat. The lower head contains no opening. The upper head, however, contains openings for insertion of electric elements (18) or oil or gas burner or temperature probe (19).
A heat exchanger for heating domestic water is mounted in the heating body. This exchanger is composed of several coils of Copper spiral (20) assembled inside the heating body so compact, as described in the aforementioned Canadian patent no. 2038520.
The exchanger is assembled so that the coils (20) intersect. All the coils are joined at the entrance and exit via a single connection (13) (14) for domestic water. The number of coils can vary between 3 and 10 depending on the volume of the tank and the maximum operating pressure is from 150 psi.
Advantageously, the outside of the heating body is well isolated using wool or insulating foam (22). The whole can be covered with a cabinet of steel (23) painted with epoxy.
Tests were carried out on a prototype of the boiler above described in an installation system as shown schematically in Figure 7.
In this diagram:
- line 31 illustrates the domestic cold water supply line the boiler;
- Line 33 illustrates the hot water supply line domestic from the boiler; this pipe is connected to the pipe 31 via a check valve 35 and a mixing valve thermostatic 37, which allows to produce hot water domestic mixed; and line 39 illustrates the primary heating circuit, which consists of heating water supply ducts associated with pumps 41, and which further comprises an expansion vessel 43.
In this same diagram:
The elements numbered 45 are maintenance valves;
the elements numbered 47 are check valves;
the element numbered 49 is a non-return device; and the element numbered 51 is a pressure indicator.
The tests that have been carried out with this installation have proved
10 extrêmement intéressants et ont démontrés la grande efficacité de la chaudière selon l'invention.
Il va de soi que des modifications pourraient être apportées à ce mode de réalisation préférentiel sans sortir du cadre de la présente invention. 10 extremely interesting and demonstrated the great efficiency of the boiler according to the invention.
It goes without saying that changes could be made to this mode of preferential embodiment without departing from the scope of the present invention.
Claims (4)
- un corps de chauffe pourvu d'une entrée et d'une sortie pour l'eau de chauffage;
- une anti-chambre annexée au corps de chauffe, cette anti-chambre étant en communication avec le corps de chauffe et contenant des moyens pour chauffer l'eau de chauffage; et - un échangeur de chaleur pourvu d'une entrée et d'une sortie pour l'eau domestique, ledit échangeur étant composé de plusieurs serpentins de forme hélicoïdale disposés dans le corps de chauffe de façon à
permettre un transfert d'énergie entre l'eau de chauffage se trouvant dans le corps de chauffe et l'eau domestique circulant dans les serpentins. 1. A boiler to supply heating water to a heating system heating a building and simultaneously producing hot water domestic, characterized in that it includes:
- a heating body provided with an inlet and an outlet for the water heating;
- an ante-chamber annexed to the heating body, this ante-chamber being in communication with the heating body and containing means for heating heating water; And - a heat exchanger provided with an inlet and an outlet for domestic water, said exchanger being composed of several coils of helical shape arranged in the heating body so as to allow a transfer of energy between the heating water located in the heating body and the domestic water circulating in the coils.
- les entrées et sorties en eau de chauffage du corps de chauffe sont pourvues d'injecteurs conçus pour (i) injecter une partie de l'eau de chauffer dans l'anti-chambre dans le but d'y créer une turbulence et assurer une transmission de chaleur de l'anti-chambre vers le corps de chauffe, (ii) assurer une diffusion uniforme de l'eau de chauffage dans ledit corps de chauffe et (iii) provoquer une turbulence de ladite eau de chauffage autour des serpentins ;
- l'échangeur s'étend sur la quasi-totalité de la hauteur du corps de chauffe pour soutirer un maximum d'énergie par transfert de chaleur; et - l'anti-chambre est disposée dans une partie inférieure du corps de chauffe pour profiter d'une convection naturelle au sein dudit corps de chauffe. 2. The boiler according to claim 1, characterized in that:
- the heating water inlets and outlets of the heating body are provided with injectors designed to (i) inject part of the water from heat in the antechamber in order to create turbulence and ensure heat transmission from the antechamber to the body of heats, (ii) ensure uniform diffusion of the heating water in said heating body and (iii) causing turbulence of said water heating around the coils;
- the exchanger extends over almost the entire height of the body heats to extract maximum energy by heat transfer; And - the antechamber is arranged in a lower part of the body of heats to benefit from natural convection within said body of heated.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA2599814A CA2599814C (en) | 2005-04-07 | 2006-04-06 | Boiler with heating elements in an adjacent room and a spiral exchanger for domestic water |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA002503056A CA2503056A1 (en) | 2005-04-07 | 2005-04-07 | Boiler with anteroom and spiral exchanger |
| CA2,503,056 | 2005-04-07 | ||
| CA2599814A CA2599814C (en) | 2005-04-07 | 2006-04-06 | Boiler with heating elements in an adjacent room and a spiral exchanger for domestic water |
| PCT/CA2006/000539 WO2006105668A1 (en) | 2005-04-07 | 2006-04-06 | CHAUDIERE AVEC ANTI-CHAMBRE ET ECHANGEUR HELICOªDAL |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2599814A1 CA2599814A1 (en) | 2006-10-12 |
| CA2599814C true CA2599814C (en) | 2011-01-18 |
Family
ID=38686971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA2599814A Active CA2599814C (en) | 2005-04-07 | 2006-04-06 | Boiler with heating elements in an adjacent room and a spiral exchanger for domestic water |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA2599814C (en) |
-
2006
- 2006-04-06 CA CA2599814A patent/CA2599814C/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2599814A1 (en) | 2006-10-12 |
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