FR2489922A1 - Element de canalisation et dispositif pour preparer de l'eau chaude - Google Patents
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Abstract
DANS LES DISPOSITIFS POUR PREPARER DE L'EAU CHAUDE DANS DES INSTALLATIONS DE CHAUFFAGE, D'ALIMENTATION EN EAU CHAUDE OU L'ANALOGUE, COMPORTANT UN ECHANGEUR THERMIQUE OU UN RESERVOIR A ACCUMULATION, UN DISPOSITIF DE CHAUFFAGE METALLIQUE, PLUS SPECIALEMENT LE CONDENSEUR D'UNE POMPE A CHALEUR 7, SE POSE LE PROBLEME DE LA CORROSION EN RAISON DES POTENTIELS DE CONTACT SE PRODUISANT ENTRE LES ELEMENTS DE CHAUFFAGE 5 ET LES PAROIS DU RESERVOIR. POUR SEPARER ELECTRIQUEMENT LA CANALISATION D'ALIMENTATION DU DISPOSITIF DE CHAUFFAGE, ON PROPOSE UN ELEMENT DE CANALISATION 51, 71, 81, 91, 91 EN UNE MATIERE A RESISTANCE SPECIFIQUE ELEVEE, PLUS SPECIALEMENT EN MATIERE ISOLANTE TELLE QUE CERAMIQUE, ETC. POUVANT ETRE RELIEE A UN METAL EN ETANT RENDU ETANCHE AUX GAZ PAR BRASAGE DUR. L'ELEMENT DE CANALISATION 51, 71, 81, 91, 91 EST ALORS INTRODUIT EN TANT QU'ELEMENT INTERMEDIAIRE DANS LES CANALISATIONS 9, 11 ENTRE LE DISPOSITIF DE CHAUFFAGE ET LA SOURCE DE CHALEUR ASSOCIEE.
Description
Elément de canalisation et dispositif pour préparer de l'eau chaude.
L'invention concerne un élément de canalisation, notamment destiné à être monté dans des canalisations en matériau métallique traditionnel pour canalisations, telle que le cuivre ou analogue, par exemple de circuits de réfrigérant,co.-,ule dans une pompe à cnaleur, ainsi ça'un dispositif Four préparer de l'eau chaude dans une installation de chauffage ou d'alimentation en eau chaude, comportant un échangeur thermique ou un réservoir d'accumulation, un dispositif de chauffage métallique pour chauffer l'eau, notamment un condenseur d'une pompe à chaleur, et une source de chaleur reliée par des canalisations d'amenée au dispositif de chauffage, le dispositif de chauffage et ses canalisations d'amenée étant isolés de lté- changeur thermique ou du réservoir d'accumulation par l'intermédiaire de joints d'étanchéité isolants.
Par échangeur thermique ou réservoir accumulateur, on entend, d'une part, un réservoir d'eau chaude ou un ballon d'eau chaude, au sens classique, mais, d'autre part, également un chauffe-eau instantané.
De tels dispositifs pour préparer l'eau chaude présentent le risque de la corrosion provoquée par les dispositifs de chauffage métalliques. Cette corrosion électrochimique est produite par un élément local, c'est-à-dire par deux endroits séparés spatialement, ayant un potentiel différent et d'une part reliés électriquement entre eux. Il y a en outre un électrolyte, généralement de l'eau ionisée, qui peut entrer en réaction chimique avec le métal avec formation d'ions.
L'élément ou pile local se forme a partir de la liaison conductrice électriquement de métaux différents (dans des cas particuliers, à partir de rayons de courbure différents, etc, ce qui peut se produire également avec les mêmes métaux), donc ici du fait du réservoir ou de la paroi extérieure de l'échangeur thermique, d'une part, et du dispositif de chauffage, d'autre part.
Les parois intérieures du réservoir sont émaillées ou revêtues de matière plastique. Toutefois, on ne peut pas éviter les défauts dans ces revêtements. Pour assurer une protection cathodique contre la corrosion électrochimique, on prévoit des anodes de protection, qui évitent la corrosion aux endroits défectueux de l'émail ou de la matière plastique. Comme anodes de protection, on utilise des électrodes en métal commun, qui sont reliées au métal à protéger et qui agissent avec celuici comme anode pour protéger de la corrosion et se dissolvent peu à peu. Pour cette raison, il faut les remplacer de temps en temps. De telles anodes de protection sont appelées anodes réactives. Une matière traditionnelle pour de telles anodes réactives est le magnésium.Mais on peut également prévoir des anodes à courant étranger, dans lesquelles un courant étranger est utilisé de façon active pour produire la différence de potentiel recherchée.
Généralement le débit de courant n'a pas à être trop grandétant donné que la somme de surfaces admissible de tous les endroits défectueux est limitée à 7 cm2/m2 de la surface du réservoir émaillée ou autrement revêtue. La surface des endroits défectueux doit donc, en principe, être au maximum de 0,07 %. Mais si l'on utilise dans un tel réservoir un dispositif de chauffage usuel, par exemple sous la forme d'un échangeur à faisceau de tubes de 2 m2 de surface, cette surface beaucoup plus grande a pour résultat un accroissement drastique du courant de protection nécessaire. Il en résulte une usure beaucoup plus rapide des électrodes réactives en magnésium.
Avec les anodes à courant étranger, il faut une puissance
plus élevée. Mais, plus que cette puissance plus élevée, un
problème plus difficile réside dans le fait que des endroits
défectueux dans la couche protectrice de la paroi du réser
voir peuvent se trouver dans l'ombre de courant du dispositif
de chauffage. Ceci implique que le courant s'écoule princi
palement sur les surfaces chauffantes du dispositif de chauf
fage, mais que la fraction de courant qui arrive sur un
endroit défectueux se trouvant derrière est beaucoup trop
petite pour provoquer une polarisation cathodique suffisante.
plus élevée. Mais, plus que cette puissance plus élevée, un
problème plus difficile réside dans le fait que des endroits
défectueux dans la couche protectrice de la paroi du réser
voir peuvent se trouver dans l'ombre de courant du dispositif
de chauffage. Ceci implique que le courant s'écoule princi
palement sur les surfaces chauffantes du dispositif de chauf
fage, mais que la fraction de courant qui arrive sur un
endroit défectueux se trouvant derrière est beaucoup trop
petite pour provoquer une polarisation cathodique suffisante.
Pour éviter ces inconvénients, on a proposé, d'une part de faire passer les canalisations d'alimentation des dispositifs de chauffage à travers la paroi du réservoir en les isolant par des manchons ou des gaines en matière plastique, et d'autre part d'isoler les canalisations d'alimentation de la source de chaleur à l'aide de vis isolantes en matière plastique. Un tirage à part de la revue IKZ, fascicule 10, 1980, a proposé une telle réduction du court-circuit de masse qui peut se produire dans des échangeurs thermiques traditionnels.
Dans les agencements usuels, dans les échangeurs se trouvant dans des réservoirs émaillés dans lesquels l'échange thermique s'effectue par arrivée d'eau chaude ou analogue, cette solution du problème du court-circuit de masse donne entière satisfaction.
Il n'est pas possible d'utiliser les éléménts isolants connus en matière plastique, tout au moins pour la liaison des canalisations d'alimentation du dispositif de chauffage avec la source de chaleur, lorsque le dispositif de chauffage est le condenseur d'une pompe à chaleur, qui travaille avec un réfrigérant tel que le dichlorodifluorométhane ("Fréon 12" Marque enregistrée). Car si l'on utilisait les éléments intercalaires en matière plastique connus, il en résulterait pour le réfrigérant un manque d'étanchéité, et de ce fait de grandes pertes par diffusion.
Les problèmes décrits en se référant à un dispositif de préparation d'eau chaude au moyen d'une pompe à chaleur se posent principalement lorsqu'il s'agit de faire passer des hydrocarbures volatils, tels que des hydrocarbures fluorés ou des fluides analogues dans une canalisation dont le début et la fin ne doivent pas être reliés entre eux avec conductibilité électrique, pour éviter par exemple des corrosions électrochimiques par piles locales.
Le but de l'invention est de permettre une séparation électrique dans une canalisation de fluide, pour réaliser par exemple la séparation électrique du dispositif de chauffage,* dans un dispositif pour préparer l'eau chaude, notamment, le condenseur d'une pompe à chaleur, dans un échangeur thermique ou un réservoir pour chauffer l'eau, et de la source de chaleur, notamment des autres éléments d'une pompe à chaleur, tout en assurant une étanchéité élevée pour les réfrigérants pour les gaz d'échangeur thermique tels que l'hélium, mais aussi pour la vapeur, et en évitant les pertes par diffusion.
Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce à un élément de canalisation caractérisé par un tronçon de tube intercalé en une matière étanche au gaz pouvant être reliée par brasage au métal usuel et à résistance spécifique élevée, telle que la porcelaine, le verre ou une matière céramique.
On prévoit, selon une réalisation préférée, que le tronçon de-tube est en matière isolante telle qu'une matière céramique, de la porcelaine ou du verre.
On a constaté avec surprise que, le cas échéant, la liaison par brasage ou soudage d'une matière appropriée non métallique, étanche aux gaz telle qu'une matière céramique, du verre ou de la porcelaine est possible. Non seulement la matière ellemême est, à priori étanche aux gaz, mais la brasure elle-m8me présente une étanchéité élevée au gaz.
De telles matière#s isolantes étanches aux gaz, notamment lorsqu'elles sont prévues dans des réalisations à parois minces, n'ont qu'une stabilité mécanique limitée. Pour améliorer la résistance mécanique, on prévoit, selon un développement, que le tronçon de tube isolant est entouré par un tube métallique.
On réalise ainsi une combinaison optimale des propriétés isolantes de la matière isolante étanche aux gaz et de la résistance d'un tube métallique eu égard aux problèmes expo sés plus haut. A la place de cette réalisation, on peut prévoir, dans une réalisation la plus préférée, que le tronçon de tube isolant est constitué par une garniture en matière isolante étanche aux gaz dans un tube métallique. Dans ce cas, le tube métallique et la garniture en matière isolante sont étroitement liés ensemble. Selon un autre développement préféré, on prévoit dans ce cas que la garniture en matière isolante est tirée au-dessus des extrémités frontales du tube métallique sous la forme d'un bourrelet annulaire.
Pour améliorer le brasage qui doit être effectué entre un élément de canalisation conforme à l'invention et les canalisations d'alimentation dans lesquels doit être disposé l'élément de canalisation de l'invention, on prévoit dans un autre développement que le tronçon de tube isolant est muni d'un revêtement métallique sur la périphérie intérieure de ses zones terminales isolantes. Le revêtement métallique peut, par exemple, être appliqué par galvanisation dans la zone du brasage. On améliore ainsi les-brasages à effectuer et on obtient notamment une étanchéité aux gaz fiable.Selon un autre développement de l'invention, on prévoit que les zones terminales ont un diamètre intérieur plus grand qu'une zone médiane, et dans ce cas, pour autant qu'on prévoit un revêtement métallique à l'intérieur de l'élément de canalisation, celui-ci est conçu de telle sorte que les épaulements annulaires formés entre la, ou les zones terminales et les zones intermédiaires sont également munis d'un revêtement métallique.
L'épaulement annulaire ainsi formé sert de butée aux tubes à relier avec l'élément de canalisation de l'invention, lesquels sont introduits dans les zones terminales de l'élément de canalisation et appuient alors contre l'épaulement annulaire.
On prévoit, dans une réalisation préférée, que la matière à résistance spécifique élevée des tronçons de tube est une matière métallique.
On prévoit selon un autre développement de l'invention que le tronçon de tube a une résistance spécifique supérieure à 1,0 ohm mm2/m2, plus spécialement d'environ 1,44 ohm mm2/m2.
On a obtenu, par exemple, avec la valeur citée en dernier que, par rapport à une isolation totale, la puissance nécessaire en supplément n'est accrue que de 120 mW, tandis que, en l'absence de toute séparation électrique, ce qui jusqu'alors était nécessaire pour l'utilisation de réfrigérants étant donné qu'on ne pouvait pas utiliser de séparations en matière plastique, la puissance nécessaire accrue était de 920 mW. Comme matière métallique pour le tronçon de tube, on peut utiliser notamment des alliages nickel-chrome et chrome-aluminium, qui ont une résistance spécifique suffisamment élevée.
Etant donné que, dans le dispositif pour obtenir une bonne séparation électrique, la grandeur de la résistance totale entre le dispositif de chauffage dans le réservoir ou l'échan- geur thermique, d'une part, et les autres parties de 1'instal- lation de chauffage, par exemple d'une pompe à chaleur, d'autre part, a une grande importance, on prévoit, selon un autre développement de l'invention que le tronçon de tube constitue totalement l'élément de canalisation. par ailleurs, la séparation électrique est encore améliorée, pour autant que le tronçon de tube ait une épaisseur de paroi inférieure à 1 Nm, par le fait que ce dernier s'enroule en spirale pour obtenir la plus grande longueur de tronçon de tube assurant la séparation électrique, pour le plus petit volume.La réalisation de l'invention présente, par rapport aux vissages isolants connus, l'avantage technique pour la fabrication, que le tron çon de tube peut être fixé entre le dispositif de chauffage et la source de chaleur par brasage dur. De telles liaisons par brasage dur sont économiques et faciles à réaliser. Un élément de canalisation de l'invention peut concrètement être utilisé pour réaliser la séparation électrique entre le dispositif de chauffage notamment le condenseur d'une pompe à chaleur, dans un échangeur thermique ou un réservoir accumulateur pour chauffer de l'eau, et la source de chaleur, à savoir les autres éléments d'une pompe à chaleur et assurer une étanchéité élevée par rapport aux réfrigérants, aux gaz d'échangeurs thermiques, tels que l'hélium, et également à la vapeur, tout en évitant les pertes par diffusion.Dans ce but, on peut prévoir conformément à l'invention, avec un dispositif pour préparer l'eau chaude du type précité, de placer dans les canalisations d'alimentation, entre le dispositif de chauffa- ge et la source de chaleur, des éléments de canalisation du type précité en tant qu'éléments intermédiaires.
Etant donné qu'il y a de l'eau dans le réservoir ou dans le volume extérieur de l'échangeur thermique, les canalisations d'alimentation arrivant au dispositif de chauffage peuvent être isolées du réservoir par des manchons en matière plastique. Dans les canalisations d'alimentation elles-mêmes, dans lesquelles circule le réfrigérant, une telle isolation ne peut exister. Conformément à l'invention, on propose d'utiliser pour cette raison une matière métallique ayant une résistance spécifique relativement élevée.
L'élément de canalisation conforme à l'invention assure dans un dispositif réalisé conformément à l'invention, ou dans des cas analogues, une isolation fiable et évite ainsi d'éventuelles piles locales à effet corrosif sans risquer, comme avec les isolations au moyen d'éléments en matière plastique, de dangereux défauts d'étanchéité et des pertes par diffusion.
L'élément de canalisation conforme à l'invention ainsi qu'un dispositif de la technique frigorifique réalisé avec celui ci est parfaitement adapté aux exigences du travail avec des réfrigérants.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple seulement, de formes de réalisation représentées schématiquement sur le dessin, sur lequel
La figure 1 représente un premier exemple de réalisation de l'élément de canalisation de l'invention.
La figure 1 représente un premier exemple de réalisation de l'élément de canalisation de l'invention.
La figure 2 est une autre réalisation de l'élément de canalisation.
La figure 3 est encore une autre forme de réalisation de l'élément de canalisation de l'invention.
La figure 4 représente une réalisation d'un dispositif conforme à l'invention pour préparer de l'eau chaude comportant des éléments de canalisation analogues à celui de la figure 1, et
La figure 5 représente un dispositif avec des éléments intermédiaires prévus conformément à l'invention, partiellement en coupe.
La figure 5 représente un dispositif avec des éléments intermédiaires prévus conformément à l'invention, partiellement en coupe.
L'élément de canalisation 51 de l'invention représenté sur la figure 1 est constitué par un tronçon de tube intérieur 53 en céramique et une enveloppe tubulaire métallique 55 qui l'entoure. L'enveloppe tubulaire métallique 55 est fixée sur le tronçon de tube céramique 53. Le tronçon de tube céramique 53 comporte deux zones terminales 57 et 59 de plus grand diamètre intérieur correspondant sensiblement au diamètre extérieur d'un tuyau d'alimentation à braser avec l'élément de canalisation 51. Ce tronçon de tube céramique comporte en outre une zone intérieure 61 qui a un diamètre b inférieur au diamètre a des zones terminales 57 et 59. Ceci procure de chaque côté de la zone médiane 61 un épaulement de butée annulaire 63, 65 dans le tronçon de tube céramique 53 sur lequel viennent s'appuyer les canalisations d'alimentation à relier à l'élément de canalisation 51.La périphérie intérieure des zones terminales 57 et 59 et les épaulements 63 et 65 sont munis d'un revêtement métallique 67 qui est, par exemple, déposé par électrolyse dans ces zones après avoir rendu leurs surfaces conductrices, comme connu, par exemple avec du graphite en poudre obtenu par précipitation chimique ou métallisation sous-vide. La périphérie intérieure de la zone 61 peut, dans ce cas, être maintenue dégagée. Si dans cette zone le revêtement a été appliqué par électrolyse, il peut facilement en être retiré.
La figure 2 représente une autre forme de réalisation d'un élément de canalisation 71 selon l'invention. L'élément de ca nalisation est constitué, dans ce cas, par un tube porteur, tel que le tube métallique 75, qui est muni intérieurement d'un revêtement de céramique ou de verre. Pour empêcher de façon fiable un pont conducteur entre les deux tubes à placer de chaque côté de élément de canalisation 71, le revêtement se prolonge sur les surfaces frontales 77 du tube métallique 75 sous la forme d'un bourrelet annulaire 79.
Une autre forme de réalisation d'un élément de canalisation 81 selon l'invention est représenté sur la figure 3. Dans les deux formes de réalisation représentées sur les figures 1 et 2, d'un élément de canalisation selon l'invention 51, 71, directement à l'emplacement de l'assemblage d'un dispositif pour préparer l'eau chaude pour une installation de chauffage ou pour l'alimentation en eau, des tronçons 27, 29, 39, 41 de canalisations d'alimentation 9, 11 prévues pour guider un réfrigérant dans un circuit d'échangeur thermique, sont enfilés directement dans les tronçons de tube céramique 53, 73 et y sont brasés ou collés.Dans ce dernier cas en particulier, il faut un mode de travail extrêmement fiable et propre, de sorte que, pour des raisons de sécurité, les collages d'élé- ments céramiques avec des tubes métalliques doivent être effectués en usine et contrôlés.
Pour cette raison, on prévoit dans la forme de réalisation de la figure 3, que, lorsqu'il s'agit d'un élément de canalisation 81 dans un tronçon de tube céramique 83, des tubes métalliques 85, 85' sont placés de chaque côté sans se toucher, ce qui procure une section isolante. Dans ce cas, les tubes métalliques 85, 85' peuvent être collés de la façon mentionnée, avec le tronçon de tube céramique à l'aide d'un adhésif synthétique approprié, étanche aux gaz et métallisé. De préférence, le tronçon de tube 83 et les tubes métalliques 85, 85' sont dimensionnés, l'un par rapport à 11 autre, de façon que les tubes métalliques 85, 85' soient étroitement logés dans le tronçon de tube 83.Les extrémités 87, 87' des tubes métalliques 85, 85' dépassent au-delà des côtés frontaux du tron çon de tube 83. A ces extrémités 87, 87', on peut braser de façon usuelle les autres sections ou canalisations d'un dispositif pour préparer l'eau chaude dans une installation de chauffage ou d'alimentation en eau chaude, telle qu'elle sera décrite plus loin en se reportant à la figure 4. On peut prévoir également, dans des cas déterminés que les extrémités 87, 87' des tubes métalliques 85, 85' soient munies de filetages et que les éléments de canalisation 81 soient ainsi montés dans un dispositif.
Les tubes métalliques 85, 85', au lieu d'être collés dans le tronçon de tube 83, peuvent également être brasés dans celui ci en usine et dans ce cas; les zones de brasage dans le tronçon de tube céramique 83 sont métallisées de la façon décrite en se référant à la figure 1. En principe, le tronçon de tube céramique 83 peut avoir la même configuration que celui décrit en se reportant aux figures 1, 2 et 4, et être également entouré d'un tube métallique (fig. 1), ou bien il peut également être réalisé sous forme d'une garniture d'un tube métallique (fig. 2).
L'utilisation et la disposition des éléments de canalisation 51, 71 et en principe également 81, dans un dispositif de préparation d'eau chaude 1, sont représentés en détail sur la figure 4 et vont être décrits en se reportant à cette figure. Sur la figure 4 les éléments de canalisation de l'invention sont référencés en 91 et 91'. L'élément de canalisation 91' est représenté, comme grossi à la loupe, dans le cercle A et en coupe, avec les extrémités des canalisations d'alimentation placées sur lui.
Le dispositif 1 pour préparer l'eau chaude comporte, dans l'exemple représenté, comme récipient pour l'échangeur thermique un chauffe-eau à accumulation ou ballon d'eau chaude 3.
Dans le chauffe-eau à accumulation 3 est logé le condenseur 5 de la pompe à chaleur 7. Le condenseur 5 de la pompe à chaleur 7 est relié par des canalisations d'alimentation 9, 11, au reste des éléments de la pompe à chaleur. Le condenseur 5 est avantageusement en cuivre, qui peut le cas échéant être galvanisé ou en acier spécial, dans l'exemple de réalisation représenté.
Les autres éléments de la pompe à chaleur 7 auxquels le con denseur 5 est relié par les canalisations d'alimentation 9 et 11 sont : un étranglement ou un clapet d'étranglement 13, un évaporateur 15 comme source de chaleur pour la préparation de l'eaichaude et un compresseur 17. Si la chaleur disponible pour la préparation de l'eau chaude au moyen de la pompe à chaleur 7 est prélevée sur l'air, on prévoit généralement, comme dans l'exemple représenté, un ventilateur 19 pour accroître l'alimentation en air.
Les canalisations d'alimentation 9, 11, sont isolées du réservoir d'eau 3 par des gaines en matière plastique 23, 25, lorsqu'elles traversent la paroi 21 du chauffe-eau à accumulation 3. On empêche ainsi une liaison électrique directe entre le chauffe-eau 3 et le condenseur 5, qui pourrait contribuer à la formation d'une pile locale et de ce fait à une érosion électrochimique.
Les canalisations 9 et 11 allant au condenseur 5 sont constituées de plusieurs sections. D'abord, dans chaque canalisation 9, 11, une section 27, 29 est reliée au condenseur 5, laquelle est en une matière de résistance usuelle, par exemple, dans la même matière que le condenseur, donc en cuivre, le cas échéant galvanisé, ou en acier spécial.
A chacune de ces sections 27, 29 se raccorde un élément de canalisation céramique 91, 91 dont les zones terminales 97 sont respectivement brasées aux sections 27, 29 des canalisations 9, 11. A l'autre zone terminale 99 sont respectivement brasées d'autres sections 39, 41 de la canalisation 9, 11 aux éléments de canalisation céramique 91, 91'. Ces sections 39, 41 des canalisations d'alimentation 9, 11 sont alors reliées ensemble par le clapet d'étranglement 13 d'une part, le compresseur 17 d'autre part, ainsi que par l'évaporateur 15. Grâce aux éléments de canalisations céramiques isolants 91, 91', le condenseur 5 est ainsi isolé électriquement des autres éléments 13, 15 et 17 de la pompe à chaleur 7, et ainsi indirectement du chauffe-eau à accumulation 3, étant donné qu'en général, aussi bien le chauffe-eau à accumulation 3 que les autres éléments de la pompe à chaleur, notamment l'évaporateur 15 sont mis à la terre, ou reliés ensemble par l'intermédiaire de la terre. on évite ainsi la formation indirecte d'un élément de contact qui pourrait contribuer aux processus électochimiques de corrosion, entre le condenseur 5 et le ballon d'eau chaude 3.
Les essais ont montré une isolation électrique totale et une étanchéité aux gaz parfaitement suffisante aussi bien des éléments de canalisation 91, 91' eux-mêmes que des brasures entre les éléments de canalisation 91, 91' et les sections de canalisation 9, 11 brasées avec ceux-ci.
En général, on prévoit de façon usuelle dans le chauffe-eau à accumulation 3 une anode de protection 43 qui, de façon connue, peut être une anode à courant étranger ou une anode active par exemple en magnésium.
La figure 5 représente, dans le principe, le même dispositif que sur la figure 4, à cette différence qu'on utilise ici comme éléments intermédiaires dans les canalisations d'alimentation des tronçons de tube métalliques 35, 37 ayant une résistance électrique spécifique élevée.
A chacuredes sections 27, 29 se raccorde par une brasure dure 31, 33 un tronçon de tube 35, 37 en une matière métallique telle qu'un alliage nickel-chrome ayant une résistance spécifique élevée, dans l'exemple représenté de 1,44 Ohm mm2/m à 20e C. Dans une réalisation concrète, la longueur des éléments intermédiaires est de 1,5 m et l'épaisseur de paroi de 0,4 mm. Ces éléments intermédiaires sont alors reliés aux raccords 39, 41 du clapet d'étranglement 13, d'une part, et du compresseur 17, d'autre part, qui peuvent être en une matière usuelle ayant les résistances spécifiques usuelles.Par les tronçons de tube 35, 37 de résistance électrique spécifique élevée, le condenseur 5 est isolé électriquement des autres éléments 13, 15 et 17 de la pompe à chaleur 7 et ainsi, indirectement, du ballon d'eau chaude, étant donné qu'en général, aussi bien le ballon d'eau chaude 3 que les autres éléments de la pompe à chaleur, notamment l'évaporateur, sont mis à la terre, ou reliés ensemble par la terre. On évite ainsi, entre le condenseur 5 et le ballon d'eau chaude 3, la formation indirecte d'un élément de contact qui pourrait contribuer à des processus électrochimiques de corrosion.
En outre, on prévoit de façon usuelle dans le ballon d'eau chaude 3 une anode de protection 43 qui peut être, de façon connue, une anode à courant étranger ou une anode active, par exemple en magnésium.
La réalisation conforme à l'invention du dispositif 1 pour préparer l'eau chaude permet, grâce à l'isolation supplémentaire selon l'invention, du condenseur 5 et du ballon d'eau chaude 3, de réduire considérablement les court-circuits de masse. tors d'un essai, on a mesuré la puissance nécessaire d'un dispositif usuel pour préparer l'eau chaude sans les éléments intermédiaires de l'invention, d'une part, et d'un dispositif conforme à l'invention, d'autre part. on utilise dans ce but le chauffe-eau à accumulation de 300 1 représenté sur le dessin. Dans ce chauffe-eau à accumulation, on a monté un condenseur isolé de façon usuelle par des gaines en matière plastique.La liaison entre le condenseur et les autres éléments de la pompe à chaleur 7 était constituée, pour une traversée d'essai, par des canalisations de cuivre, tandis que l'on utilisait, pour une autre traversée d'essai, la matière de l'invention ayant une résistance spécifique élevée Ohm'mm2 de 1,44 Ohm mm2/m. Pour le contrôle, on a en outre effectué une autre mesure lors de laquelle les tubes de liaison entre le condenseur de la pompe à chaleur ont été complètement séparés.
Dans un dispositif usuel pour préparer de l'eau chaude avec une pompe à chaleur et les canalisations de liaison en cuivre la tension était de 12 Volt et l'intensité de 95 mA, donc une puissance nécessaire en courant étranger de 1140 mW. Par contre, avec le dispositif réalisé selon l'invention, la tension était de 17 Volt, mais par contre l'intensité était de 20 mA, donc la puissance nécessaire était de 340 mW. Lors de la séparation complète entre le condenseur et les autres parties de la pompe à chaleur la tension était de 20 Volt, l'in- tensité de 12 mA et la puissance absorbée de 220 mW.
Il résulte de ces essais que la surface de condenseur présente, dans un dispositif de l'invention, une puissance nécessaire en courant étranger de seulement 120 mW par rapport à un ballon d'eau chaude sans condenseur, tandis que cette puissance nécessaire en courant étranger est de 920 mW avec les dispositifs de réalisation usuelle ayant des liaisons par canalisations en cuivre.
Il s'avère donc que, grâce à la réalisation selon l'invention du dispositif pour préparer l'eau chaude, on peut maitriser totalement les problèmes particuliers de la technique frigorifique, à savoir éviter les défauts d'étanchéité et les pertes par diffusion ; d'autre part, les problèmes de la corrosion électrochimique peuvent être considérablement réduits par le fait que le potentiel de la surface chauffante métallique est sensiblement réduit. Le dispositif de l'invention est avantageusement réalisé sous forme de petite installation et dans ce cas, les éléments intermédiaires peuvent être réalisés en matière métallique ayant une résistance spécifique élevée, le cas échéant non pas allongés mais plutôt réalisés en forme de serpentins.
Dans l'ensemble, grâce à 1'élément de canalisation de l'in- vention et à la réalisation selon l'invention d'un dispositif pour préparer de l'eau chaude, on peut parfaitement maitriser les problèmes de la technique frigorifique, à savoir éviter les défauts d'étanchéité et les pertes par diffusion. Le problème de l'isolation électrique des parties d'un système de canalisations, notamment dans un circuit de réfrigérant, pour empêcher la corrosion électrochimique dans certaines parties, notamment dans un réservoir accumulateur, sont également parfaitement maitrisés par le fait que la corrosion électrochimique est pratiquement éliminée.
Claims (27)
1. Elément de canalisation, notamment destiné à être monté dans des canalisations (9, 11) en matière métallique usuelle pour canalisations, telle que le cuivre ou l'analogue, de circuits de réfrigérant, par exemple dans une pompe à chaleur (7), caractérisé par un tronçon de tube intercalé (35, 37, 53, 73, 91, 91') en une matière étanche aux gaz, ayant une résistance spécifique élevée, comme notamment la porcelaine, le verre ou une matière céramique et pouvant être reliée au métal usuel.
2. Elément de canalisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tronçon de tube (53, 73, 91, 91') est en une matière isolante, telle qu'une matière céramique, de la porcelaine ou du verre.
3. Elément de canalisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tronçon de tube isolant (53) est entouré par un tube métallique (55).
4. Elément de canalisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tronçon de tube isolant (73) est constitué par une garniture en matière isolante étanche aux gaz dans un tube métallique (75).
5. Elément de canalisation selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le tronçon de tube isolant (53) est muni, sur la périphérie intérieure de ses zones terminales isolantes (57, 59) d'un revêtement métallique (67).
6. Elément de canalisation selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'on introduit dans le tronçon de tube (53, 73, 91, 91') en matière isolante, d'un côté ou des deux côtés, des tubes métalliques qui ne se touchent pas et sortent du tronçon de tube (53, 73, 91, 91').
7. Elément de canalisation selon la revendication 6, caractérisf en ce que les tubes métalliques sont introduits directement dant
le tronçon de tube isolant (53, 73, 91, 91') et collés au
moyen d'un adhésif approprié métallisé.
8. Elément de canalisation selon l'une quelconque des re
vendications 2 à 7, caractérisé en ce que les zones termi
nales (57, 59) ont un diamètre intérieur (a) plus grand que
celui d'une zone médiane (61).
9. Elément de canalisation selon la revendication 8, carac
térisé en ce que les épaulements annulaires (63) formés entre
la, ou les zones terminales (57, 59) et les zones intermé
diaires (61) sont munis d'un revêtement métallique (67).
10. Elément de canalisation selon la revendication 1, caracté
risé en ce que la matière à résistance spécifique élevée des
tronçons de tube (35, 37) est une matière métallique.
11. Elément de canalisation selon la revendication 10, carac
térisé en ce que le tronçon de tube (35, 37) est enroulé en
spirale et que les sections individuelles de la spirale des
tronçons de tubes (35, 37) sont isolées les unes des autres.
12. Elément de canalisation selon la revendication 10 ou la
revendication 11, caractérisé en ce que le tronçon de tube
(35, 37) constitue une longueur importante de l'élément de
canalisation (9, 11).
13. Elément de canalisation selon la revendication 12, carac
térisé en ce que le tronçon de tube (35, 37) constitue tota
lement 1'élément de canalisation 69 11).
14. Elément de canalisation selon l'une quelconque des reven
dications 10 à 13 caractérisé en ce que le tronçon de tube
(35, 37) a une résistance spécifique supérieure à 1,0 Ohm
mm2/m.
15. Elément de canalisation selon la revendication 14, carac
térisé en ce que le tronçon de tube (35, 37) a une résistance
spécifique d'environ 1,44 Ohm mm2/m.
16. Elément de canalisation selon l'une quelconque des revendications 10 à 15, caractérisé en ce que le tronçon de tube (35, 37) est en un alliage nickel-chrome.
17. Elément de canalisation selon l'une quelconque des revendications 10 à 15, caractérisé en ce que le tronçon de tube (35, 37) est en un alliage chrome-aluminium.
18. Elément de canalisation selon l'une quelconque des revendications 10 à 17, caractérisé en ce que le tronçon de tube (35, 37) a une longueur d'au moins 1 m.
19. Elément de canalisation selon la revendication 18, caractérisé en ce que le tronçon de tube (35, 37) a une longueur de 1,5 m.
20. Elément de canalisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tronçon de tube (35, 37, 53, 73, 91, 91') a une faible épaisseur de paroi.
21. Elément de canalisation selon la revendication 20, caractérisé en ce que le tronçon de tube a une épaisseur de paroi inférieur à 1 mm.
22. Elément de canalisation selon la revendication 21, caractérisé en ce que le tronçon de tube (35, 37, 53, 73, 91, 91') a une épaisseur de paroi comprise entre 0,3 et 0,5 mm.
23. Elément de canalisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tronçon de tube (35, 37, 53, 73, 91,91') est introduit dans l'élément de canalisation en étant rendu étanche par brasage dur.
24. Elément de canalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 22, caractérisé en ce que le tronçon de tube (35, 37, 53, 73, 91, 91') est introduit dans l'élément de canalisation par soudure au plasma.
25. Dispositif pour préparer de l'eau chaude dans une instal lation de chauffage ou d'alimentation en eau chaude, comportant un échangeur thermique ou un réservoir d'accumulation (3), un dispositif de chauffage métallique (5) pour chauffer l'eau, plus spécialement le condenseur (5) d'une pompe à chaleur (7) et une source de chaleur reliée au dispositif de chauffage (5) par des canalisations d'alimentation (9, 11), le dispositif de chauffage (5) et ses canalisations d'alimentation (9, li) étant isolés de l'échangeur thermique ou du réservoir d'accumulation (3) par des joints d'étanchéité isolants (23, 25), le dispositif étant caractérisé en ce qu'on prévoit comme élément intermédiaire dans les canalisations d'alimentation (9, 11) entre le dispositif de chauffa- ge (5) et la source de chaleur (13, 15, 17) des éléments de canalisation (51, 71, 91, 91') selon lune quelconque des revendications précédentes.
26. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce que les tronçons de tube (35, 37, 53, 73, 91, 91') entre le dispositif de chauffage (5) et la source de chaleur (13, 15, 17) sont reliés en étant rendus étanches aux gaz par brasage dur.
27. Dispositif selon la revendication 25 ou la revendication 26, caractérisé en ce que les tronçons de tube (35, 37, 53, 73, 91, 91') sont reliés au dispositif de chauffage (5) et/ou aux raccords de la source de chaleur (13, 15, 17) en étant rendus étanches par soudure au plasma.
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| DE3119083 | 1981-05-14 |
Publications (1)
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|---|---|
| FR2489922A1 true FR2489922A1 (fr) | 1982-03-12 |
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|---|---|---|---|
| FR8117192A Pending FR2489922A1 (fr) | 1980-09-10 | 1981-09-10 | Element de canalisation et dispositif pour preparer de l'eau chaude |
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| FR (1) | FR2489922A1 (fr) |
| IT (1) | IT1195059B (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2993963A1 (fr) * | 2012-07-30 | 2014-01-31 | Muller & Cie Soc | Chauffe-eau thermodynamique |
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| GB1120901A (en) * | 1965-08-03 | 1968-07-24 | Edm Gressel A G | Improvements in and relating to pipe connections |
-
1981
- 1981-09-09 DK DK399281A patent/DK399281A/da not_active Application Discontinuation
- 1981-09-10 FR FR8117192A patent/FR2489922A1/fr active Pending
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1120901A (en) * | 1965-08-03 | 1968-07-24 | Edm Gressel A G | Improvements in and relating to pipe connections |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DAS GAS- UND WASSERFACH, volume 103, no. 1, 5 janvier 1962, F. WOLF "Kathodischer Korrosionsschutz Bau und Betrieb von Fremdstromanlagen", pages 2-15 * |
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| IT1195059B (it) | 1988-10-12 |
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