EP0057343A2 - Apparatus for accumulating and distributing heat in hot water central heating systems - Google Patents

Apparatus for accumulating and distributing heat in hot water central heating systems Download PDF

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EP0057343A2 EP81830055A EP81830055A EP0057343A2 EP 0057343 A2 EP0057343 A2 EP 0057343A2 EP 81830055 A EP81830055 A EP 81830055A EP 81830055 A EP81830055 A EP 81830055A EP 0057343 A2 EP0057343 A2 EP 0057343A2
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Abstract

The device comprises a lagged expansion tank (1), open at the top and placed in an elevated position relative to the boiler to which it is connected. A heating tube (10) is provided within the tank for the production of hot water, which will be distributed to the sanitary installations, while the said tank (1) is connected to the radiators in a manner such that the water contained in the said heating tube is heated by contact with that in the tank (1), which is drawn from the boiler by natural circulation. The production of hot water consequently has priority over the water provided for distribution to the radiators. The heating tube retains the heat longer; there is no steam present in the radiators; any possibility of deflagration is eliminated (Fig. 1). <IMAGE>

Description

L'invention concerne un dispositif pour accumuler et distribuer la chaleur dans les installations de chauf fage à eau, ce dispositif étant, en particulier, déri vé d'une ou de plusieures chaudières alimentées avec des combustibles solides et ayant le but soit de servir des radiateurs, soit d'assurer simultanément une production d'eau chaude pour des installations sani - taires.The invention relates to a device for accumulating and distributing heat in water heating installations, this device being in particular derived from one or more boilers supplied with solid fuels and having the purpose either of serving radiators, or to simultaneously provide hot water for sanitary installations.

On sait que, actuellement, l'eau chaude pour le chau£ fage des pièces et celle destinée à des usages sanitaires est produite par des dispositifs séparés,c'est à dire par des chaudières et par des chauffe-bains ou des bouilleurs en utilisant du pétrole, de l'énergie électrique et d'autres sources d'énergie très chè res; la distribution a lieu au moyen d'installations et d'automatismes complexes et sophistiqués.It is known that, at present, hot water for heating rooms and that intended for sanitary uses is produced by separate devices, that is to say by boilers and by bath heaters or boilers using petroleum, electric power and other very expensive sources of energy; distribution takes place by means of complex and sophisticated systems and automation.

Dans les conduites de ces installations, une forma - tion de bulles de vapeur se produit très souvent, ce qui comporte des défauts de fonctionnement et des dan gers de déflagration. Un remède à ces inconvénients est le placement desdits récipients à expansion dans les mansardes ou, généralement, dans des pièces qui se trouvent à une certaine hauteur.In the pipes of these installations, very often vapor bubbles form, which involves malfunctions and explosion hazards. One remedy for these drawbacks is the placement of said expansion vessels in attics or, generally, in rooms that are at a certain height.

Le but de l'invention est celui d'éviter une formation de condensation excessive due au gradient ther mique entre le foyer de la chaudière et l'installation de distribution, ce gradient se produisant tou jours que la chaudière est reliée directement au circuit des radiateurs.The object of the invention is to avoid excessive condensation due to the thermal gradient between the boiler hearth and the distribution installation, this gradient always occurring when the boiler is connected directly to the radiator circuit. .

Un deuxième but de l'invention est celui d'éliminer la chaleur en cas de black-out ou en d'autres cir - constances dans lesquelles l'élimination de la chaleur ne peut avoir lieu avec régularité au moyen des pompes qui sont actuellement usées, par exemple lorsque une avarie fonctionnelle se produit.A second object of the invention is that of eliminating the heat in the event of a blackout or in other circumstances - circumstances in which the elimination of the heat cannot take place with regularity by means of the pumps which are currently worn , for example when a functional failure occurs.

Un autre but de l'invention est celui de permettre l'expansion des bulles de vapeur qui se seraient produites, directement dans l'atmosphère, de sorte que la pompe de circulation, en soi connue, puisse faire circuler seulement l'eau qui se trouve à une température inférieure à celle d'ébullition.Another object of the invention is that of allowing the expansion of vapor bubbles which may have occurred, directly in the atmosphere, so that the circulation pump, per se known, can circulate only the water which is found at a temperature below that of boiling.

Le dispositiv suivant l'invention, convenablement i solé et revêtu, peut être installé directement dans l'appartement ou dans les structures d'un immeuble en copropriété qui ne disposent pas de mansardes ou semblables, à la seule condition d'être placé à une hateur supérieure à celle des éléments rechauffés et de la chaudière.The device according to the invention, suitably ground and coated, can be installed directly in the apartment or in the structures of a condominium building which do not have attics or the like, on the sole condition of being placed at a higher than that of the heated elements and the boiler.

On atteint ces but en utilisant un récipient calori fuge à expansion, ouvert en haut, le récipient étant placé en position élevée par rapport à la chaudière avec laquelle il est raccordé et contenant à son intérieur un bouilleur pour la production d'eau chaude qui peut être distribué aux installations sanitaires, tandis que le récipient même est raccordé aux radiateurs de façon que l'eau provenant du bouilleur est rechauffée par contact avec l'eau qui provient de la chaudière en vertu de circulation naturelle; la pro duction d'eau chaude sanitaire resulte par conséquent prioritaire par rapport à l'eau distribué aux radiateurs.These goals are achieved by using a heat-resistant, expanding expansion vessel, open at the top, the vessel being placed in an elevated position relative to the boiler with which it is connected and containing a boiler therein for the production of hot water which can be distributed to the sanitary installations, while the container itself is connected to the radiators so that the water coming from the boiler is heated by contact with the water coming from the boiler by virtue of natural circulation; domestic hot water production therefore has priority over the water supplied to the radiators.

On a prévu que le bouilleur soit pourvu d'une rési - stance électrique incorporée sans aucun contact avec l'ambiant liquide et appliquée au moyen d'une pièce étanche à l'eau prévue sur la paroi du récipient,de sorte à obtenir un fonctionnement autonome et fia - ble et une remarquable rapidité de chauffage. Un ro binet-flotteur permet l'entrée de l'eau froide, qui se trouve dans l'installation hydraulique, dans le récipient à expansion qui est raccordé avec la chau dière au moyen de conduites d'accès de l'eau chaude et au moyen de conduites de sortie de l'eau plus froide, le même récipient étant aussi raccordé au moyen de conduites semblables aux radiateurs avec interposition d'une pompe électrique en soi connue.Provision has been made for the boiler to be provided with an electrical resistance incorporated without any contact with the liquid environment and applied by means of a watertight piece provided on the wall of the container, so as to obtain operation. autonomous and reliable and remarkable heating speed. A float valve allows the entry of cold water, which is in the hydraulic system, into the expansion vessel which is connected with the boiler by means of hot water access pipes and to the by means of cooler water outlet pipes, the same container also being connected to the means of pipes similar to radiators with the interposition of an electric pump known per se.

On a décrit ci-après à titre d'exemple non limitatif une forme préférée de réalisation de l'invention en se référant aux dessins ci-joints qui montrent schématiquement sur les figures 1-2-3:

  • Fig.1, une vue axonométrique, partiellement coupée;
  • Fig.2, une coupe verticale;
  • Fig.3, une coupe verticale avec un particulier de la pièce d'application de la résistance in corporée dans le bouilleur.
A preferred embodiment of the invention has been described below by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings which schematically show in FIGS. 1-2-3:
  • Fig.1, an axonometric view, partially cut;
  • Fig.2, a vertical section;
  • Fig.3, a vertical section with a particular of the part for applying the resistance incorporated in the boiler.

En se référant aux particuliers des dessins, on a in diqué avec 1 le récipient à expansion ouvert en haut et pourvu des orifices 2 et 3 pour l'accès de l'eau chaude et la sortie de l'eau dont on a exploité la chaleur; ces orifices sont placés dans la partie in férieure et sont raccordés à la chaudière (non repré sentée). Le récipient est encore pourvu des orifi - ces 4 et 5 placés plus en haut pour la circulation de sortie de l'eau chaude en direction des radiateurs et pour son retour sous l'action d'une pompe en soi connue. On a prévu sur le même récipient un orifice 6 de décharge placé au sommet pour permettre l'élimination de l'eau qui, pour une raison quelconque, dépasserait le niveau de trop-plein réglé par le flotteur qui agit sur le robinet 8 raccordé à l'installation hydraulique. A l'intérieur du récipient 1 on a placé le bouilleur 10 surmonté par les conduites 11 de prise et de sortie de l'eau chaude sanitaire, qui est puisée directement au sommet intérieur par une conduite 9 très courte et par la conduite 12 plongée, avec la conduite 13, vers le fond du bouilleur 10 où l'eau froide refoule de l'instal lation saintaire. On exploite de cette façon le phénomène de convection, qui est typique de la circulation naturelle.Referring to the particulars of the drawings, we have indicated with 1 the expansion container open at the top and provided with orifices 2 and 3 for the access of hot water and the exit of the water whose heat has been exploited. ; these orifices are placed in the lower part and are connected to the boiler (not shown). The container is also provided with the orifices 4 and 5 placed higher up for the circulation of hot water outlet towards the radiators and for its return under the action of a pump known per se. A discharge port 6 is provided on the same container placed at the top to allow the elimination of water which, for whatever reason, exceeds the level of overflow set by the float which acts on the tap 8 connected to linen hydraulic stallation. Inside the container 1, the boiler 10 is placed, surmounted by the pipes 11 for taking in and leaving the domestic hot water, which is drawn directly from the interior top by a pipe 9 very short and by the pipe 12 diving, with line 13, towards the bottom of the boiler 10 where the cold water flows from the holy installation. In this way, the phenomenon of convection, which is typical of natural circulation, is exploited.

Le thermostat 14, raccordé sur le bouilleur 10 en proximité de la conduite 12 d'accès de l'eau froide, est étallonné de sorte à permettre le start de la pompe de circulation de l'ensemble des radiateurs dès que l'eau a rejoint une température-limite qui peut être de 45° - 50°C. Grâce à la présence du petit trou 15 sur la conduite 12, le thermostat est rejoint par l'eau froide en accès dans le bouilleur 10 en concomitance avec le puisage de l'eau chaude sanitaire; cela cause l'arrêt de la pompe de circu lation de l'ensemble des radiateurs en favorisant et en privilégiant de cette façon l'absorption de la chaleur produite par la chaudière pour la seule installation sanitaire.The thermostat 14, connected to the boiler 10 near the pipe 12 for accessing the cold water, is calibrated so as to allow the start of the circulation pump for all of the radiators as soon as the water has joined a limit temperature which can be 45 ° - 50 ° C. Thanks to the presence of the small hole 15 on the pipe 12, the thermostat is joined by cold water entering the boiler 10 in conjunction with the drawing of domestic hot water; this causes the circulation pump of all the radiators to stop, thereby promoting and favoring the absorption of the heat produced by the boiler for the sole sanitary installation.

Bien entendu, une fois le puisage d'eau chaude du bouilleur 10 cessé; l'accès de l'eau froide par la conduite 12 est interrompu; l'eau se rechauffe par contact avec l'ambient et le thermostat 14 permet à nouveau le fonctionnement de la pompe de circula - tion.Of course, once the drawing of hot water from the boiler 10 ceased; access of cold water through the line 12 is interrupted; the water heats up by contact with the environment and the thermostat 14 again allows the circulation pump to operate.

On comprend bien que, dans ces conditions, on ob - tient une priorité de l'eau chaude des services sa nitaires sur l'eau chaude de chauffage et on res - sent d'une bénéfice immédiat dans l'utilisation des chaudières alimentées par des combustibles solides d'une puissance quelque ce soit.It is clear that, under these conditions, priority is given to hot water from sanitary services over hot water for heating and there is an immediate benefit in the use of boilers supplied by solid fuels of any power whatsoever.

Un second thermostat assure à discretion l'actionnement de la pompe, même lorsque l'eau est chaude, tandis qu'un ultérieur thermostat est disposé pour régler le fonctionnement de la résistance 16.A second thermostat ensures actuation of the pump at discretion, even when the water is hot, while a subsequent thermostat is arranged to regulate the operation of the resistor 16.

Les avantages qu'on obtient grâce à l'invention peu vent être résumés comme il suit:

  • 1)- le bouilleur étant placé en haut, la chaleur est maintenue pour un temps le plus long possible en conséquence du refoulement naturel de l'eau chaude;
  • 2)- la vapeur de surchauffage, qui peut être produite, sort du côté supérieur du récipient; seul l'eau circule par conséquent dans les radiateurs, sans la présence de vapeur; il n'y a pas de nécessité de libérer périodiquement les radiateurs de l'air qu'y se produirait;
  • 3)- en cas de blac-out, des possibilités de déflagration sont totalement éliminées en conséquence de la présence du récipient 1 qui est ouvert;
  • 4)- la ligne esthétique agréable du dispositif en permet l'installation même à l'intérieur des appar tements.
The advantages obtained thanks to the invention can be summarized as follows:
  • 1) - the boiler being placed at the top, the heat is maintained for as long as possible as a result of the natural backflow of hot water;
  • 2) - the superheating steam, which can be produced, leaves the upper side of the container; consequently, only water circulates in the radiators, without the presence of steam; there is no need to periodically release the radiators from the air that would occur there;
  • 3) - in the event of a blac-out, deflation possibilities gration are completely eliminated as a result of the presence of the container 1 which is open;
  • 4) - the pleasant aesthetic line of the device allows it to be installed even inside the apartments.

Bien entendu, tout en en respectant le principe, d'autres formes, proportions et dispositions pour raient être adoptées, sans sortir du cadre de 1' invention.Of course, while respecting the principle, other forms, proportions and arrangements could be adopted without departing from the scope of the invention.

Claims (8)

1. Dispositif pour accumuler et distribuer la chaleur dans des installations de chauffage à eau, apte à alimenter les radiateurs et à la production simultanée et séparée d'eau chaude sanitaire comportant un récipient calorifuge (1) à expansion, ouvert en haut, placé en position élevée par rapport à la chaudière avec laquelle il est raccordé, à l'intérieur duquel on a placé un bouilleur (10) pour la production d'eau chaude qui peut être distribuée aux installations sanitaires, le récipient (1) étant raccordé aux radiateurs de façon que l'eau dudit bouolleur (10) est rechauffée par contact a vec celle du récipient (1) même provenant de la chaudière comme conséquence de la circulation naturelle.1. Device for accumulating and distributing heat in water heating installations, suitable for supplying radiators and for the simultaneous and separate production of domestic hot water comprising an expanding heat-insulating container (1), open at the top, placed in high position in relation to the boiler with which it is connected, inside which a boiler (10) has been placed for the production of hot water which can be distributed to the sanitary installations, the container (1) being connected to the radiators so that the water of said boiler (10) is heated by contact with that of the container (1) even coming from the boiler as a consequence of natural circulation. 2. Dispositif pour accumuler et distribuer la chaleur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que pour un fonctionnement autonome et fiable, avec i chauffage rapide, le bouilleur (10) est pourvu d'u ne résistance électrique (16) incorporée et appli quée sans aucun contact avec l'ambiant liquide au moyen d'une pièce étanche à l'eau pourvue d'une ré duction taraudée (17), fixée sur une paroi du récipient.2. Device for accumulating and distributing heat according to claim 1, characterized in that for autonomous and reliable operation, with rapid heating, the boiler (10) is provided with an electrical resistance (16) incorporated and applied without any contact with the liquid environment by means of a waterproof part provided with a threaded reduction (17), fixed on a wall of the container. 3. Dispositif pour accumuler et distribuer la chaleur suivant 1, caractérisé en ce qu'un robinet flot - teur (7) permet l'accès de l'eau_froide de l'instal lation hydraulique dans le récipient (1) à expansion, celui-ci étant raccordé à la chaudière au moyen de conduite d'accès (2) de l'eau chaude et de sortie (3) de l'eau plus froide, ainsi qu'au moyen de conduites semblables (4;5) en direction des radiateurs, avec interposition d'une pompe électrique en soi connue.3. Device for accumulating and distributing heat according to 1, characterized in that a floating tap - float (7) allows access to the cold water from the installation. hydraulic lation in the expansion container (1), this being connected to the boiler by means of access pipe (2) for hot water and outlet (3) for cooler water, as well as by means of similar pipes (4; 5) towards the radiators, with the interposition of an electric pump known per se. 4. Dispositif pour accumuler et distribuer la chaleur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le récipient (1) à expansion ouvert en haut est pour vu: - des orifices(2)et(3) placés dans la partie inférieure raccordés à la chaudière pour permettre l'accès de l'eau chaude et la sortie de celle dont on a déjà exploité la chaleur; - des orifices (4) et (5), placés plus en haut pour la circulation de sortie de l'eau chaude en direc tion des radiateurs et pour son refoulement sous l'action d'une pompe en soi connue; - de l'orifice (6) de décharge, placé au sommet pour permettre l'élimination de l'eau qui, pour une rai son quelconque surpasserait le niveau de trop-plein, ce dernier étant réglé par le flotteur (7) qui agit sur le robinet (8) raccordé à l'installation hydrau lique. 4. Device for accumulating and distributing heat according to claim 3, characterized in that the expansion container (1) open at the top is seen: - orifices (2) and (3) placed in the lower part connected to the boiler to allow access to the hot water and the outlet of the one whose heat has already been exploited; - orifices (4) and (5), placed higher up for the circulation of hot water outlet in the direction of the radiators and for its discharge under the action of a pump known per se; - the discharge orifice (6), placed at the top to allow the elimination of water which, for any reason, would exceed the level of overflow, the latter being regulated by the float (7) which acts on the tap (8) connected to the hydraulic system. 5. Dispositif pour accumuler et distribuer la chaleur suivant 1, caractérisé en ce qu'à l'intérieur du récipient (1) un bouilleur (10) a été prévu, surmonté par la conduite (11) de puisage et de sortie de l'eau chaude sanitaire, qui est puisée directement au sommet intérieur par une conduite (9) très courte et par la conduite (12) plongée, avec la conduite (13),vers le fond dudit bouilleur (10), où l'eau froide refoule de l'installation sanitaire.5. Device for accumulating and distributing heat according to 1, characterized in that inside the container (1) a boiler (10) has been provided, surmounted by the pipe (11) for drawing and leaving the domestic hot water, which is drawn directly from the internal top by a very short pipe (9) and by the plunge pipe (12), with the pipe (13), towards the bottom of said boiler (10), where cold water is discharged from the sanitary installation. 6. Dispositif pour accumuler et distribuer la chaleur suivant 2, caractérisé en ce que le thermostat (14), raccordé au bouilleur (10) en proximité de la con - duite (12) d'accès de l'eau froide, est étallonné de façon à permettre le start de la pompe de circulation des radiateurs dès que l'eau a rejoint une température-limite qui peut être de 45°-50°C, ce thermostat (14) étant rejoint, grâce à la présence d'un petit trou (15) dans la conduite (12) lors du puisage de l'eau chaude sanitaire, par l'eau froide qui entre dans le bouilleur (10) et qui, par conséquent, cause l'arrêt de la pompe de circulation de l'installa tion des radiateurs.6. Device for accumulating and distributing heat according to 2, characterized in that the thermostat (14), connected to the boiler (10) near the pipe (12) for access to cold water, is calibrated by so as to allow the start of the radiator circulation pump as soon as the water has reached a limit temperature which can be 45 ° -50 ° C, this thermostat (14) being reached, thanks to the presence of a small hole (15) in the pipe (12) when drawing domestic hot water, by the cold water which enters the boiler (10) and which therefore causes the circulation pump to stop installation of radiators. 7. Dispositif pour accumuler et distribuer la chaleur suivant 6, caractérisé en ce que, une fois le puisage de l'eau chaude du bouilleur (10) cessé, l'accès de l'eau froide par la conduite (12) s'arrête, l'eau se rechauffant par contact avec l'ambiant et le ther mostat (14) permettant à nouveau le fonctionnement de la pompe de circulation.7. Device for accumulating and distributing heat according to 6, characterized in that, once the drawing of hot water from the boiler (10) has ceased, the access of cold water through the pipe (12) stops , the water heating up by contact with the ambient and the ther mostat (14) allowing the operation again of the circulation pump. 8. Dispositif pour accumuler et distribuer la chaleur suivant 1, caractérisé par la résistance (16) in - corporée et solidaire de la pièce pourvue d'un man chon (17) avec réduction taraudée, vissé dans le siège (18) saillant du bouilleur (10), ce manchon réalisant la striction des garnitures (19,20) et empêchant un contact quelque ce soit avec l'eau.8. Device for accumulating and distributing heat according to 1, characterized by the resistance (16) incorporated and integral with the part provided with a sleeve (17) with tapped reduction, screwed into the seat (18) projecting from the boiler (10), this sleeve making the constriction of the linings (19,20) and preventing any contact whatsoever with water.
EP81830055A 1981-02-04 1981-04-07 Apparatus for accumulating and distributing heat in hot water central heating systems Withdrawn EP0057343A3 (en)

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