FR2740866A1 - Buffer cylinder for floor heating - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une bouteilletampon pour installation de chauffage à circulation d'eau chaude avec plancher chauffant, ou pour une installation combinée avec plancher chauffant et radiateurs classiques. The present invention relates to a bottle cap for heating installation with hot water circulation with heated floor, or for a combined installation with heated floor and conventional radiators.
D'une façon généralement connue, cette bouteille-tampon est prévue pour être insérée entre une chaudière et le circuit d'eau du plancher chauffant, et elle possède une forme générale cylindrique avec une paroi latérale et deux faces d'extrémité.In a generally known manner, this buffer bottle is intended to be inserted between a boiler and the water circuit of the underfloor heating, and it has a generally cylindrical shape with a side wall and two end faces.
Des installations de chauffage à plancher chauffant sont connues et utilisées, en particulier, dans des pavillons d'habitation, le rez-de-chaussée du pavillon étant chauffé au moyen du plancher chauffant, tandis que des radiateurs peuvent être installés soit au premier étage, soit au rez-de-chaussée en complément du plancher chauffant. Floor heating systems are known and used, in particular, in residential pavilions, the ground floor of the pavilion being heated by means of the heated floor, while radiators can be installed either on the first floor, either on the ground floor in addition to the heated floor.
Habituellement, l'eau chaude produite dans la chaudière d'une installation de ce genre est dirigée vers un réseau de circulation d'eau noyé dans le plancher chauffant, et aussi, le cas échéant, vers un circuit d'eau desservant les radiateurs. A cet effet, il est connu d'utiliser une bouteille d'homogénéisation (aussi désignée comme bouteille de mélange), constituant un volume-tampon inséré entre la chaudière, d'une part, et les circuits d'eau du plancher chauffant et des radiateurs, d'autre part. Cette bouteille a aussi un rôle de bouteille de distribution, pourvue de plusieurs branchements hydrauliques adaptés. En particulier, le circuit d'eau du plancher chauffant, possédant son propre circulateur, a son point de départ situé sur la bouteille et il comporte un conduit de retour aboutissant à la bouteille.Ainsi le circuit d'eau du plancher chauffant est bouclé sur la bouteille. Ce circuit d'eau est habituellement pourvu d'une vanne de mélange motorisée, permettant un recyclage d'une fraction du débit d'eau du circuit du plancher chauffant. Usually, the hot water produced in the boiler of such an installation is directed to a water circulation network embedded in the underfloor heating, and also, if necessary, to a water circuit serving the radiators. For this purpose, it is known to use a homogenization bottle (also designated as a mixing bottle), constituting a buffer volume inserted between the boiler, on the one hand, and the water circuits of the underfloor heating and radiators, on the other hand. This bottle also has the role of a distribution bottle, provided with several suitable hydraulic connections. In particular, the water circuit of the heated floor, having its own circulator, has its starting point located on the bottle and it has a return duct leading to the bottle. Thus the water circuit of the heated floor is looped over the bottle. This water circuit is usually provided with a motorized mixing valve, allowing recycling of a fraction of the water flow from the floor heating circuit.
Le circuit des radiateurs, ayant lui aussi son point de départ situé sur la bouteille d'homogénéisation, possède un retour vers la chaudière qui est direct, sans repasser par la bouteille. Un bipasse relie un point de cette bouteille à un point intermédiaire du conduit de retour du circuit des radiateurs ; sur le bipasse est intercalé un robinet d'équilibrage. The radiator circuit, also having its starting point located on the homogenization bottle, has a return to the boiler which is direct, without going back through the bottle. A bypass connects a point of this bottle to an intermediate point of the return pipe of the radiator circuit; a bypass valve is interposed on the bypass.
Ainsi la bouteille d'homogénéisation assure une indépendance fonctionnelle du circuit d'eau du plancher chauffant et du circuit d'eau des radiateurs. Toutefois, le circuit d'eau du plancher chauffant n'est pas physiquement séparé des circuits d'eau de la chaudière et des radiateurs, et c'est donc la même eau qui circule dans la chaudière, dans le circuit du plancher chauffant et dans le circuit des radiateurs ; il en résulte le phénomène suivant
Les tubes habituellement en polypropylène du circuit d'eau du plancher chauffant évoluent dans le temps, et dégagent de l'oxygène qui se propage dans toute l'installation. Dans les canalisations en acier ou en fonte, ou dans la chaudière, cet oxygène réagit et provoque la formation d'oxydes ferreux, sous forme de particules en suspension dans l'eau.Ces particules donnent lieu à un dépôt de boues, qui obstruent le circuit d'eau du plancher chauffant. La corrosion par l'oxygène peut, en outre, entraîner le percement de la chaudière.Thus the homogenization bottle ensures functional independence of the water circuit of the heated floor and the water circuit of the radiators. However, the floor heating water circuit is not physically separated from the boiler and radiator water circuits, and therefore the same water circulates in the boiler, in the floor heating circuit and in the radiator circuit; the following phenomenon results
Usually the polypropylene tubes in the underfloor water circuit change over time, releasing oxygen which spreads throughout the installation. In steel or cast iron pipes, or in the boiler, this oxygen reacts and causes the formation of ferrous oxides, in the form of particles in suspension in water. These particles give rise to a deposit of sludge, which obstruct the underfloor water circuit. Oxygen corrosion can also cause the boiler to pierce.
Par ailleurs, la bouteille d'homogénéisation doit assurer une fonction de "tampon", pour éviter des démarrages trop fréquents des chaudières qui, actuellement, tendent à avoir elles-mêmes un volume d'eau de plus en plus faible. Ceci est notamment le cas des chaudières à gaz murales. Les démarrages trop fréquents des chaudières provoquent la fatigue des organes de ces chaudières, sont défavorables à leur rendement, et sont nuisibles à la qualité des déchets (pollution). Furthermore, the homogenization bottle must provide a "buffer" function, in order to avoid too frequent start-ups of boilers which, at present, tend themselves to have an increasingly low volume of water. This is particularly the case for wall-mounted gas boilers. Too frequent start-ups of boilers cause fatigue of the organs of these boilers, are detrimental to their efficiency, and are harmful to the quality of waste (pollution).
Pour éviter l'ensemble des inconvénients ci-dessus exposés, la présente invention a pour but de fournir une bouteille pour installation du genre concerné, dont la conception empêche la formation des boues et leurs conséquences fâcheuses, tout en assurant les fonctions de "tampon" et de distribution, pour une installation avec ou sans radiateurs. To avoid all of the above-mentioned drawbacks, the present invention aims to provide a bottle for installation of the type concerned, the design of which prevents the formation of sludge and its unfortunate consequences, while ensuring the functions of "buffer" and distribution, for an installation with or without radiators.
A cet effet, l'invention a pour objet une bouteille-tampon pour installation de chauffage avec plancher chauffant, du genre indiqué en introduction, qui comprend essentiellement
- un premier raccordement hydraulique situé vers une extrémité et apte à être relié à une arrivée d'eau chaude en provenance de la chaudière,
- un deuxième raccordement hydraulique situé vers son autre extrémité et apte à être relié au retour d'eau vers la chaudière, et
- deux autres raccordements hydrauliques entre lesquels est raccordé un échangeur thermique tubulaire placé à l'intérieur de la bouteille-tampon, les deux extrémités de l'échangeur thermique tubulaire étant situées, dans le sens de l'axe de la bouteille-tampon, entre le premier raccordement hydraulique et le deuxième raccordement hydraulique, les deux autres raccordements hydrauliques étant aptes à être reliés au circuit d'eau du plancher chauffant de manière à refermer ce circuit sur lui-même.To this end, the subject of the invention is a buffer bottle for heating installation with a heated floor, of the type indicated in the introduction, which essentially comprises
- a first hydraulic connection located towards one end and capable of being connected to a hot water supply coming from the boiler,
a second hydraulic connection located towards its other end and capable of being connected to the return of water to the boiler, and
- two other hydraulic connections between which is connected a tubular heat exchanger placed inside the buffer cylinder, the two ends of the tubular heat exchanger being located, in the direction of the axis of the buffer cylinder, between the first hydraulic connection and the second hydraulic connection, the other two hydraulic connections being able to be connected to the water circuit of the underfloor heating so as to close this circuit on itself.
Avantageusement, les deux extrémités de l'échangeur thermique tubulaire sont reliées, respectivement, à deux raccordements latéraux intermédiaires, situés sur la paroi latérale de la bouteille-tampon, et disposés entre le premier raccordement et le deuxième raccordement, ceci dans le sens de l'axe de la bouteille-tampon. De préférence, l'échangeur thermique tubulaire est un échangeur du genre "serpentin", disposé de façon centrée par rapport à l'axe de la bouteille-tampon. Advantageously, the two ends of the tubular heat exchanger are connected, respectively, to two intermediate lateral connections, located on the side wall of the buffer bottle, and arranged between the first connection and the second connection, this in the direction of the axis of the buffer bottle. Preferably, the tubular heat exchanger is a “coil” type exchanger, arranged centrally relative to the axis of the buffer bottle.
Ainsi, le circuit d'eau du plancher chauffant est un circuit fermé, séparé du circuit d'eau de la chaudière. Thus, the water circuit of the underfloor heating is a closed circuit, separate from the water circuit of the boiler.
Le circuit d'eau du plancher chauffant se referme, a l'intérieur de la bouteille-tampon, par un échangeur thermique tubulaire, fonctionnant notamment comme un échangeur à contre-courant, qui assure le transfert des calories entre l'eau directement chauffée par la chaudière, et l'eau du circuit du plancher chauffant. Dans la mesure où le circuit d'eau du plancher chauffant est un circuit hermétiquement isolé, réalisable entièrement dans des matériaux non-ferreux, la formation de boues qui risqueraient d'obstruer ce circuit est empêchée. Le risque de corrosion et de percement de la chaudière se trouve lui aussi supprimé, tout passage d'oxygène depuis le circuit d'eau du plancher chauffant vers le circuit de la chaudière étant rendu impossible.The water circuit of the heated floor closes, inside the buffer bottle, by a tubular heat exchanger, functioning in particular as a counter-current exchanger, which ensures the transfer of calories between the water directly heated by the boiler, and the water in the underfloor heating circuit. Insofar as the water circuit of the underfloor heating is a hermetically insulated circuit, entirely achievable in non-ferrous materials, the formation of sludge which would risk obstructing this circuit is prevented. The risk of corrosion and piercing of the boiler is also eliminated, any passage of oxygen from the water circuit of the heated floor to the boiler circuit being made impossible.
Le recours à un échangeur thermique, disposé à l'intérieur de la bouteille, permet de conserver entièrement la fonction de "tampon" de cette bouteille, évitant des démarrages trop fréquents de la chaudière. The use of a heat exchanger, placed inside the bottle, makes it possible to fully preserve the "buffer" function of this bottle, avoiding too frequent starting of the boiler.
Le fonctionnement de la bouteille-tampon objet de l'invention permet de conserver, pour l'eau retournant vers la chaudière, une température suffisante (par exemple de l'ordre de 40"C), évitant le recours à une chaudière très "basse température" coûteuse, et permettant d'utiliser une chaudière de technologie courante. On notera aussi que l'eau qui retourne à la chaudière, à partir de la bouteille-tampon, est à une température plus élevée que l'eau (par exemple à 25"C) qui revient du plancher chauffant. The operation of the buffer bottle object of the invention makes it possible to maintain, for the water returning to the boiler, a sufficient temperature (for example of the order of 40 "C), avoiding the use of a very" low boiler temperature "expensive, and allowing to use a boiler of current technology. It will also be noted that the water which returns to the boiler, from the bottle-buffer, is at a higher temperature than the water (for example at 25 "C) coming back from the heated floor.
La bouteille-tampon selon l'invention conserve aussi son rôle habituel de bouteille de distribution, lui permettant notamment de s'adapter à une installation de chauffage avec plancher chauffant et radiateurs. A cet effet, la bouteille-tampon est pourvue d'un cinquième raccordement hydraulique situé vers la même extrémité que le premier raccordement hydraulique, et disposé, dans le sens de l'axe de la bouteille, du même côté que le premier raccordement hydraulique par rapport au raccordement intermédiaire situé le plus près de cette extrémité, le cinquième raccordement hydraulique étant apte à être relié au circuit d'eau des radiateurs ; le deuxième raccordement hydraulique constitue dans ce cas le départ d'un bipasse raccordé à la chaudière en parallèle avec le circuit d'eau des radiateurs.La position choisie pour le cinquième raccordement hydraulique permet de diriger, vers le circuit des radiateurs, de l'eau chaude en provenance de la chaudière qui n'a pas cédé ses calories à l'échangeur thermique, et qui se trouve donc à température élevée. The buffer bottle according to the invention also retains its usual role of dispensing bottle, allowing it in particular to adapt to a heating installation with underfloor heating and radiators. For this purpose, the buffer bottle is provided with a fifth hydraulic connection situated towards the same end as the first hydraulic connection, and arranged, in the direction of the axis of the bottle, on the same side as the first hydraulic connection by relative to the intermediate connection located closest to this end, the fifth hydraulic connection being able to be connected to the water circuit of the radiators; the second hydraulic connection in this case constitutes the start of a bypass connected to the boiler in parallel with the radiator water circuit. The position chosen for the fifth hydraulic connection makes it possible to direct, towards the radiator circuit, hot water from the boiler which has not given up its calories to the heat exchanger, and which is therefore at high temperature.
De préférence, la bouteille-tampon est pourvue dans tous les cas de ce cinquième raccordement hydraulique, celui-ci étant simplement obturé dans le cas d'une installation de chauffage avec plancher chauffant seul, sans radiateurs. Preferably, the buffer bottle is provided in all cases with this fifth hydraulic connection, the latter being simply closed in the case of a heating installation with a heated floor alone, without radiators.
Avantageusement, la bouteille-tampon objet de l'invention comporte encore, dans sa partie inférieure, un dernier raccordement hydraulique apte à être relié à une vanne de chasse ; ces dispositions permettent l'évacuation de particules solides issues des canalisations du circuit d'eau de la chaudière ou du circuit des radiateurs, et accumulées dans la zone inférieure de la bouteille-tampon. Advantageously, the buffer bottle which is the subject of the invention also comprises, in its lower part, a last hydraulic connection able to be connected to a flush valve; these provisions allow the evacuation of solid particles from the pipes of the boiler water circuit or the radiator circuit, and accumulated in the lower zone of the buffer bottle.
La bouteille-tampon selon l'invention est utilisable en position verticale, auquel cas le premier raccordement hydraulique est situé sur le fond supérieur de la bouteille ou à proximité de ce fond, le deuxième raccordement hydraulique est situé sur la paroi latérale de la bouteille près du fond inférieur, et les deux autres raccordements, reliés respectivement aux deux extrémités de l'échangeur thermique tubulaire, sont situés sur la paroi latérale, à des niveaux intermédiaires entre le premier raccordement et le deuxième raccordement. The buffer bottle according to the invention can be used in a vertical position, in which case the first hydraulic connection is located on the upper bottom of the bottle or near this bottom, the second hydraulic connection is located on the side wall of the bottle near of the lower bottom, and the two other connections, connected respectively to the two ends of the tubular heat exchanger, are located on the side wall, at intermediate levels between the first connection and the second connection.
Toujours dans le cas d'une bouteille-tampon d'axe vertical, le cinquième raccordement hydraulique, constituant le point de départ du circuit des radiateurs, est situé sur la paroi latérale de la bouteille, près du fond supérieur et plus haut que le raccordement intermédiaire situé le plus haut, donc plus haut que l'ensemble de l'échangeur thermique ; de préférence, le cinquième raccordement hydraulique est ici disposé sur la même génératrice verticale que le deuxième raccordement hydraulique, constituant le point de départ du retour d'eau vers la chaudière. Still in the case of a buffer cylinder with a vertical axis, the fifth hydraulic connection, constituting the starting point of the radiator circuit, is located on the side wall of the bottle, near the upper bottom and higher than the connection intermediate located highest, therefore higher than the whole of the heat exchanger; preferably, the fifth hydraulic connection is here arranged on the same vertical generator as the second hydraulic connection, constituting the starting point for the return of water to the boiler.
Selon un mode d'exécution, les deux raccordements intermédiaires, reliés respectivement aux deux extrémités de l'échangeur thermique tubulaire sont situés sur une même génératrice de la paroi latérale de la bouteille, diamétralement opposée à la précédente génératrice sur laquelle se situent le deuxième raccordement et le cinquième raccordement. According to one embodiment, the two intermediate connections, connected respectively to the two ends of the tubular heat exchanger are located on the same generator of the side wall of the bottle, diametrically opposite to the previous generator on which the second connection is located and the fifth connection.
En particulier dans le cas où le premier raccordement hydraulique est situé sur le fond supérieur de la bouteille-tampon d'axe vertical, celle-ci peut comporter intérieurement un déflecteur placé sous ledit premier raccordement, pour diriger vers l'échangeur thermique une partie du flux d'eau chaude entrant, en provenance de la chaudière, et pour diriger une autre partie de ce flux d'eau vers le cinquième raccordement, constituant le point de départ du circuit des radiateurs. In particular in the case where the first hydraulic connection is located on the upper bottom of the vertical axis buffer bottle, this can internally include a deflector placed under said first connection, to direct part of the incoming hot water flow, coming from the boiler, and to direct another part of this water flow to the fifth connection, constituting the starting point of the radiator circuit.
En variante, la bouteille-tampon objet de l'invention est aussi utilisable en position horizontale, auquel cas le premier raccordement hydraulique est situé sur la génératrice supérieure de la paroi latérale de la bouteille vers l'une des faces d'extrémité, le deuxième raccordement hydraulique est situé sur la paroi latérale vers l'autre face d'extrémité ou sur cette autre face d'extrémité, et les deux autres raccordements reliés respectivement aux deux extrémités de l'échangeur thermique tubulaire, sont situés sur la génératrice inférieure de la paroi latérale de la bouteille et disposés, dans le sens de l'axe de la bouteille, entre le premier raccordement et le deuxième raccordement ; s'il est prévu, le cinquième raccordement hydraulique est dans ce cas situé sur la face d'extrémité de la bouteilletampon proche du premier raccordement hydraulique. Alternatively, the buffer bottle object of the invention can also be used in a horizontal position, in which case the first hydraulic connection is located on the upper generator of the side wall of the bottle towards one of the end faces, the second hydraulic connection is located on the side wall towards the other end face or on this other end face, and the two other connections connected respectively to the two ends of the tubular heat exchanger, are located on the lower generator of the side wall of the bottle and arranged, in the direction of the axis of the bottle, between the first connection and the second connection; if provided, the fifth hydraulic connection is in this case located on the end face of the bottle-plug near the first hydraulic connection.
De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution et modes d'utilisation de cette bouteille-tampon pour installation de chauffage avec plancher chauffant
Figure 1 représente, en coupe verticale, une bouteille-tampon conforme à la présente invention, dans une première forme de réalisation à axe vertical
Figure 2 illustre l'application de la bouteilletampon de figure 1 à une installation de chauffage uniquement avec plancher chauffant
Figure 3 illustre l'application de la bouteilletampon de figure 1 à une installation de chauffage avec plancher chauffant et radiateurs
Figure 4 montre une autre forme de réalisation de la bouteille-tampon selon l'invention à axe horizontal, avec indication du circuit d'eau du plancher chauffant, et éventuellement des radiateurs.In any case, the invention will be better understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended schematic drawing representing, by way of examples, some embodiments and modes of use of this buffer bottle for heating system with underfloor heating
Figure 1 shows, in vertical section, a buffer bottle according to the present invention, in a first embodiment with vertical axis
Figure 2 illustrates the application of the bottle seal of Figure 1 to a heating installation only with a heated floor
Figure 3 illustrates the application of the bottle bottle of Figure 1 to a heating installation with heated floor and radiators
Figure 4 shows another embodiment of the buffer bottle according to the invention with a horizontal axis, with indication of the water circuit of the heated floor, and possibly of the radiators.
La figure 1 représente une bouteille-tampon 1, qui peut s'insérer dans une installation de chauffage à circulation d'eau chaude pour pavillon d'habitation, telle que représentée à la figure 2 ou à la figure 3. FIG. 1 represents a buffer bottle 1, which can be inserted in a heating installation with circulation of hot water for a residential pavilion, as represented in FIG. 2 or in FIG. 3.
La bouteille-tampon 1, de forme générale cylindrique, est ici disposée suivant un axe vertical 2. The buffer bottle 1, of generally cylindrical shape, is here arranged along a vertical axis 2.
Elle possède une paroi latérale cylindrique 3, un fond supérieur bombé 4 et un fond inférieur bombé 5. Cette bouteille-tampon 1 est pourvue de six racordements hydrauliques 6 à 11, soit
- un raccordement supérieur central 6 situé au sommet de la bouteille 1, au milieu du fond supérieur 4 sur l'axe 2,
- un raccordement latéral supérieur 7 situé sur la paroi latérale 3, près du sommet de la bouteille 1,
- un raccordement latéral inférieur 8 situé sur la paroi latérale 3, près de la base de la bouteille 1, sur la même génératrice que le raccordement latéral supérieur 7,
- sur une génératrice diamétralement opposée à la précédente, un raccordement latéral intermédiaire 9 situé plus bas que le raccordement latéral supérieur 7,
- un autre raccordement latéral intermédiaire 10, situé sur la même génératrice que le précédent raccordement latéral intermédiaire 9, au-dessous de raccordement 9 mais plus haut que le raccordement latéral inférieur 8,
- un raccordement inférieur central 11 situé à la base de la bouteille 1, au milieu du fond inférieur 5 sur l'axe 2.It has a cylindrical side wall 3, a curved upper bottom 4 and a curved lower bottom 5. This buffer bottle 1 is provided with six hydraulic connections 6 to 11, ie
a central upper connection 6 situated at the top of the bottle 1, in the middle of the upper bottom 4 on the axis 2,
an upper lateral connection 7 located on the side wall 3, near the top of the bottle 1,
a lower lateral connection 8 located on the side wall 3, near the base of the bottle 1, on the same generator as the upper lateral connection 7,
- on a generator diametrically opposite to the previous one, an intermediate lateral connection 9 located lower than the upper lateral connection 7,
another intermediate lateral connection 10, located on the same generator as the previous intermediate lateral connection 9, below connection 9 but higher than the lower lateral connection 8,
- a central lower connection 11 located at the base of the bottle 1, in the middle of the lower bottom 5 on the axis 2.
La bouteille-tampon 1 comporte encore, sur son fond supérieur 4, un "doigt de gant" 12 pour prise de température éventuelle. The buffer bottle 1 also has, on its upper bottom 4, a "thermowell" 12 for possible temperature measurement.
A l'intérieur de la bouteille-tampon 1 est disposé, de façon centrée par rapport à l'axe 2, un échangeur thermique tubulaire 13 du genre "serpentin" (c'est-à-dire constitué par un tube enroulé en hélice). Inside the buffer bottle 1 is disposed, centered with respect to the axis 2, a tubular heat exchanger 13 of the "serpentine" type (that is to say constituted by a tube wound in a helix) .
Une première extrémité de l'échangeur thermique 13 est confondue avec le raccordement latéral intermédiaire 9 ; la seconde extrémité de cet échangeur 13 est confondue avec l'autre raccordement latéral intermédiaire 10.A first end of the heat exchanger 13 coincides with the intermediate lateral connection 9; the second end of this exchanger 13 is merged with the other intermediate lateral connection 10.
L'installation de chauffage, montrée sur la figure 2, comprend une chaudière 14 et un plancher chauffant 15, la bouteille-tampon 1 s'insérant entre la chaudière 14 d'une part, et le circuit d'eau 16 du plancher chauffant 15, d'autre part. The heating installation, shown in FIG. 2, comprises a boiler 14 and a heating floor 15, the buffer bottle 1 being inserted between the boiler 14 on the one hand, and the water circuit 16 of the heating floor 15 , on the other hand.
La chaudière 14 comporte un départ d'eau chaude 17, aboutissant au raccordement supérieur central 6 de la bouteille-tampon 1. Un retour d'eau 18 vers la chaudière 14 a son point de départ situé au raccordement latéral inférieur 8 de la bouteille-tampon 1. Un robinet d'équilibrage 19 est prévu sur le retour d'eau 18 vers la chaudière 14. Un circulateur 20, représenté intercalé sur le départ d'eau chaude 17 de la chaudière 14, mais pouvant aussi être incorporé à la chaudière 14, assure l'irrigation de la chaudière 14 et la circulation dans le départ 17 et le retour 18 de cette chaudière 14. The boiler 14 has a hot water outlet 17, leading to the central upper connection 6 of the buffer bottle 1. A return of water 18 to the boiler 14 has its starting point located at the lower lateral connection 8 of the bottle- buffer 1. A balancing tap 19 is provided on the water return 18 towards the boiler 14. A circulator 20, shown inserted on the hot water outlet 17 from the boiler 14, but which can also be incorporated into the boiler 14, provides irrigation for the boiler 14 and circulation in the flow 17 and return 18 of this boiler 14.
Le circuit d'eau 16 du plancher chauffant 15 est relié d'une part au premier raccordement latéral intermédiaire 9 de la bouteille-tampon 1, et d'autre part du second raccordement latéral intermédiaire 10 de la bouteille-tampon 1. Ainsi le circuit d'eau 16 du plancher chauffant 15 se referme en boucle à l'intérieur de la bouteille-tampon 1 au travers de l'échangeur thermique 13, et constitue un circuit séparé du circuit d'eau de la chaudière 14. The water circuit 16 of the heating floor 15 is connected on the one hand to the first intermediate lateral connection 9 of the buffer bottle 1, and on the other hand to the second intermediate lateral connection 10 of the buffer bottle 1. Thus the circuit 16 of water from the heating floor 15 closes in a loop inside the buffer bottle 1 through the heat exchanger 13, and constitutes a circuit separate from the water circuit of the boiler 14.
Plus particulièrement, en ce qui concerne le circuit d'eau 16 du plancher chauffant 15, le premier raccordement latéral intermédiaire 9 est directement relié à une première voie d'une vanne de mélange motorisée 21 à trois voies. Une deuxième voie de la vanne de mélange 21 constitue le départ d'un conduit 22 menant au circuit d'eau 16 proprement dit du plancher chauffant 15. Sur le conduit 22 est intercalé un circulateur 23 d'irrigation du circuit d'eau 16 du plancher chauffant 15. More particularly, as regards the water circuit 16 of the heating floor 15, the first intermediate lateral connection 9 is directly connected to a first channel of a three-way motorized mixing valve 21. A second path of the mixing valve 21 constitutes the departure of a conduit 22 leading to the water circuit 16 proper of the heating floor 15. On the conduit 22 is interposed a circulator 23 for irrigation of the water circuit 16 of the underfloor heating 15.
Le retour du circuit d'eau 16 du plancher chauffant 15 s'effectue par un conduit 24, revenant à la bouteille-tampon 1 en aboutissant au second raccordement latéral intermédiaire 10. Une dérivation 25, partant d'un point intermédiaire du conduit de retour 24, aboutit à la troisième voie de la vanne de mélange 21. The return of the water circuit 16 from the heating floor 15 takes place via a conduit 24, returning to the buffer bottle 1 leading to the second intermediate lateral connection 10. A bypass 25, starting from an intermediate point of the return conduit 24, leads to the third path of the mixing valve 21.
Le circuit d'eau 16 du plancher chauffant 15, étant un circuit autonome fermé, est encore équipé d'un vase d'expansion (non représenté) pour absorber les dilatations de son volume d'eau. Ce circuit d'eau 16 comporte également des orifices obturables, permettant son remplissage ainsi que sa purge d'air, suivie de son dégazage. The water circuit 16 of the heating floor 15, being a closed autonomous circuit, is also equipped with an expansion tank (not shown) to absorb the expansions of its volume of water. This water circuit 16 also includes closable orifices, allowing it to be filled and its air purged, followed by its degassing.
Dans le cas d'une installation de chauffage sans radiateurs, telle que montrée sur la figure 2, le raccordement latéral supérieur 7 de la bouteille-tampon 1 est inutilisé et se trouve obturé par un bouchon 26. In the case of a heating installation without radiators, as shown in FIG. 2, the upper lateral connection 7 of the buffer bottle 1 is unused and is closed by a plug 26.
La figure 3 représente une installation de chauffage comprenant non seulement un plancher chauffant 15, mais encore un ensemble de radiateurs 27, représenté très schématiquement sous la forme d'un radiateur unique. FIG. 3 represents a heating installation comprising not only a heating floor 15, but also a set of radiators 27, represented very schematically in the form of a single radiator.
Les radiateurs 27 sont alimentés par un circuit d'eau chaude 28, dont le point de départ est constitué par le raccordement latéral supérieur 7 de la bouteille-tampon 1.The radiators 27 are supplied by a hot water circuit 28, the starting point of which is constituted by the upper lateral connection 7 of the buffer bottle 1.
Le circuit d'eau 28 des radiateurs 27 comprend un conduit de retour 29, qui se raccorde au retour d'eau 18 vers la chaudière 1, en un point situé en aval du robinet d'équilibrage 19, la branche de circuit qui comporte le robinet d'équilibrage 19 constituant ainsi un bipasse.The water circuit 28 of the radiators 27 comprises a return pipe 29, which is connected to the water return 18 to the boiler 1, at a point located downstream of the balancing valve 19, the circuit branch which comprises the balancing valve 19 thus constituting a bypass.
Le raccordement inférieur central 11 de la bouteille-tampon 1 est relié à une vanne de chasse 30. The central lower connection 11 of the buffer bottle 1 is connected to a flush valve 30.
De préférence, à l'intérieur de la bouteilletampon 1 sous le raccordement supérieur central 6, est prévu un déflecteur 31. Preferably, inside the bottle seal 1 under the central upper connection 6, a deflector 31 is provided.
L'échangeur thermique tubulaire 13, réalisé avantageusement en cuivre, permet à l'intérieur de la bouteille-tampon 1 un échange de chaleur entre, d'une part, l'eau du circuit de la chaudière 14 et, d'autre part, l'eau du circuit 16 du plancher chauffant 15. Plus précisément, le fonctionnement s'établit comme suit
L'eau chaude, provenant de la chaudière 14 par le départ 17 et déplacée par le circulateur 20, parvient dans la partie haute de la bouteille-tampon 1 au travers du raccordement supérieur central 6.Le flux d'eau chaude entrant dans la bouteille 1 rencontre le déflecteur 31, qui répartit ce flux vers deux côtés opposés de la bouteille 1, soit vers la gauche (par référence au dessin) pour assurer l'échange thermique par l'échangeur 13 situé à l'intérieur de la bouteille 1, et vers la droite (toujours par référence au dessin) pour diriger une partie de l'eau vers le raccordement latéral supérieur 7, constituant le départ vers le circuit d'eau chaude 28 des radiateurs 27, lorsque ces derniers sont en service.The tubular heat exchanger 13, advantageously made of copper, allows inside the buffer bottle 1 a heat exchange between, on the one hand, the water of the circuit of the boiler 14 and, on the other hand, the water in circuit 16 of the heated floor 15. More specifically, the operation is established as follows
The hot water, coming from the boiler 14 via the flow 17 and moved by the circulator 20, arrives in the upper part of the buffer bottle 1 through the central upper connection 6. The flow of hot water entering the bottle 1 meets the deflector 31, which distributes this flow towards two opposite sides of the bottle 1, that is to the left (with reference to the drawing) to ensure heat exchange by the exchanger 13 located inside the bottle 1, and to the right (always with reference to the drawing) to direct part of the water towards the upper lateral connection 7, constituting the departure towards the hot water circuit 28 of the radiators 27, when the latter are in service.
La partie du flux d'eau chaude en provenance de la chaudière 14, non dirigée vers le circuit d'eau 28 des radiateurs 27, parcourt le volume intérieur de la bouteille-tampon 1 de haut en bas, et ressort de la bouteille 1 par le raccordement latéral inférieur 8, prolongé par le retour d'eau 18 vers la chaudière 14. The part of the flow of hot water coming from the boiler 14, not directed towards the water circuit 28 of the radiators 27, traverses the internal volume of the buffer bottle 1 from top to bottom, and leaves the bottle 1 by the lower lateral connection 8, extended by the return of water 18 to the boiler 14.
Dans le circuit d'eau 16 du plancher chauffant 15, l'eau déplacée par le circulateur 23 décrit un circuit fermé, distinct du circuit d'eau de la chaudière 14. Si l'on considère plus particulièrement le conduit de retour 24 en provenance du plancher chauffant 15, la fraction du débit d'eau qui n'est pas directement recyclée par la dérivation 25 parvient au raccordement latéral intermédiaire 10 de la bouteille-tampon 1, puis parcourt l'échangeur thermique tubulaire 13 dans le sens ascendant. In the water circuit 16 of the heating floor 15, the water displaced by the circulator 23 describes a closed circuit, distinct from the water circuit of the boiler 14. If we consider more particularly the return duct 24 coming from from the heating floor 15, the fraction of the water flow which is not directly recycled by the bypass 25 reaches the intermediate lateral connection 10 of the buffer bottle 1, then travels through the tubular heat exchanger 13 in the upward direction.
Ce débit d'eau ressort de la bouteille-tampon 1 par le raccordement latéral intermédiaire 9.This water flow comes out of the buffer bottle 1 through the intermediate lateral connection 9.
Ainsi, compte tenu du trajet descendant de l'eau chaude en provenance de la chaudière 14, l'échangeur thermique 13 fonctionne comme un échangeur à contrecourant, qui capte les calories de l'eau en provenance de la chaudière et les transfère au circuit d'eau 16 du plancher chauffant 15. Thus, taking into account the downward path of the hot water coming from the boiler 14, the heat exchanger 13 functions as a counter-current exchanger, which captures the calories of the water coming from the boiler and transfers them to the circuit d water 16 from the heated floor 15.
Le circuit d'eau 16 du plancher chauffant 15, étant un circuit isolé en matériaux non-ferreux, ne provoque plus la formation de boues qui iraient obstruer ce circuit 16. The water circuit 16 of the heating floor 15, being an isolated circuit made of non-ferrous materials, no longer causes the formation of sludge which would obstruct this circuit 16.
Toutefois, des particules pouvant se trouver en suspension dans le circuit d'eau de la chaudière 14, et éventuellement dans le circuit 28 des radiateurs 27, il est envisagé que ces particules se rassemblent dans la zone inférieure 32 de la bouteille-tampon 1, sur le fond inférieur 5. Grâce au raccordement inférieur central 11 et à la vanne de chasse 30, ces particules accumulées peuvent être évacuées, lorsqu'on le souhaite. However, as particles may be in suspension in the water circuit of the boiler 14, and possibly in the circuit 28 of the radiators 27, it is envisaged that these particles will collect in the lower zone 32 of the buffer bottle 1, on the lower bottom 5. Thanks to the central lower connection 11 and to the flush valve 30, these accumulated particles can be removed, when desired.
La bouteille-tampon 1 contient un volume d'eau chaude suffisant pour réduire les cycles courts de la chaudière 14. Cette bouteille-tampon 1 peut comporter une isolation thermique extérieure, de manière à diminuer les déperditions thermiques. The buffer bottle 1 contains a volume of hot water sufficient to reduce the short cycles of the boiler 14. This buffer bottle 1 may include external thermal insulation, so as to reduce the heat losses.
Dans le cas d'une installation avec radiateurs 27, le trajet de l'eau à l'intérieur de la bouteille-tampon 1, et le raccordement latéral inférieur 8 prolongé par le bipasse comportant le robinet d'équilibrage 19, permettent une circulation permanente de l'eau dans le circuit de la chaudière 14, évitant que le circulateur 20 tourne à vide lorsque les robinets thermostatiques 33 des radiateurs 27 sont tous fermés. In the case of an installation with radiators 27, the path of the water inside the buffer bottle 1, and the lower lateral connection 8 extended by the bypass comprising the balancing valve 19, allow permanent circulation water in the circuit of the boiler 14, preventing the circulator 20 from running dry when the thermostatic valves 33 of the radiators 27 are all closed.
La bouteille-tampon 1 peut notamment être fixée verticalement contre un mur, au moyen de pattes de fixation. La fixation murale est effectuée, au choix, sur l'une ou l'autre des deux faces opposées de la bouteille, l'axe de cette fixation étant dans un plan vertical perpendiculaire au plan vertical dans lequel se situent les axes des différents raccordements hydrauliques 6 à 11. The buffer bottle 1 can in particular be fixed vertically against a wall, by means of fixing lugs. The wall fixing is carried out, as desired, on one or the other of the two opposite faces of the bottle, the axis of this fixing being in a vertical plane perpendicular to the vertical plane in which the axes of the various hydraulic connections are located. 6 to 11.
Cette particularité permet d'adapter le montage de la bouteille-tampon 1 à la configuration de l'installation de chauffage (la chaudière 14 se trouvant à droite ou à gauche de la bouteille 1). This feature makes it possible to adapt the mounting of the buffer bottle 1 to the configuration of the heating installation (the boiler 14 is located on the right or on the left of the bottle 1).
La figure 4 montre une autre bouteille-tampon 1, dont l'axe 2 est disposé horizontalement, et qui comporte encore intérieurement, entre deux raccordements intermédiaires 9 et 10 situés sur sa paroi latérale cylindrique 3, un échangeur thermique tubulaire 13 sur lequel se referme le circuit d'eau 16 du plancher chauffant 15. FIG. 4 shows another buffer bottle 1, the axis 2 of which is arranged horizontally, and which also internally comprises, between two intermediate connections 9 and 10 situated on its cylindrical side wall 3, a tubular heat exchanger 13 on which closes the water circuit 16 of the heated floor 15.
Le départ d'eau chaude 17 en provenance de la chaudière (ici non représentée) aboutit à un raccordement 6 situé sur la génératrice supérieure de la bouteilletampon 1, à une faible distance du premier fond 4 de la bouteille 1. Au centre de ce fond 4 est prévu un raccordement 7 constituant le départ d'eau vers le circuit 28 des radiateurs, lorsque ces derniers sont présents. The hot water outlet 17 coming from the boiler (not shown here) leads to a connection 6 located on the upper generator of the bottle seal 1, a short distance from the first bottom 4 of the bottle 1. In the center of this bottom 4 is provided a connection 7 constituting the water flow to the circuit 28 of the radiators, when the latter are present.
La bouteille-tampon 1 possède un raccordement latéral 8, situé sur sa paroi latérale cylindrique 3 à une faible distance du second fond 5, ce raccordement 8 étant prolongé par le retour d'eau vers la chaudière. The buffer bottle 1 has a lateral connection 8, located on its cylindrical side wall 3 a short distance from the second bottom 5, this connection 8 being extended by the return of water to the boiler.
Les deux raccordements intermédiaires 9 et 10 se situent sur la génératrice inférieure de la bouteilletampon 1, et sont disposés, dans le sens de l'axe 2 de cette bouteille 1, entre les deux raccordements 6 et 8, respectivement d'entrée et de sortie de l'eau du circuit de la chaudière. L'échangeur thermique tubulaire 13 fonctionne ainsi, comme précédemment, en échangeur à contre-courant dans lequel l'eau chaude, en provenance de la chaudière, cède ses calories au circuit d'eau 16 du plancher chauffant 15. The two intermediate connections 9 and 10 are located on the lower generator of the bottle-cap 1, and are arranged, in the direction of the axis 2 of this bottle 1, between the two connections 6 and 8, respectively of inlet and outlet water from the boiler circuit. The tubular heat exchanger 13 thus operates, as before, as a counter-current exchanger in which the hot water, coming from the boiler, gives up its calories to the water circuit 16 of the heating floor 15.
Un dernier raccordement 11, prévu sur la génératrice inférieure de la bouteille-tampon 1, permet l'évacuation des particules éventuellement accumulées dans la zone inférieure de cette bouteille 1. A last connection 11, provided on the lower generator of the buffer bottle 1, allows the evacuation of the particles possibly accumulated in the lower zone of this bottle 1.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux seules formes d'exécution de cette bouteille-tampon pour installation de chauffage avec plancher chauffant qui ont été décrites ci-dessus, à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. It goes without saying that the invention is not limited to the sole embodiments of this buffer bottle for heating installation with heated floor which have been described above, by way of examples; on the contrary, it embraces all of the variant embodiments and applications respecting the same principle.
En particulier, l'on se s'éloignerait pas du cadre de l'invention par des changements de forme ou de matière de l'échangeur thermique tubulaire placé à l'intérieur de la bouteille-tampon, ou par des modifications de positions de certains raccordements qui ne modifieraient pas le fonctionnement. Ainsi, dans le cas d'une bouteille-tampon d'axe vertical l'arrivée de l'eau chaude en provenance de la chaudière pourrait se faire, dans la partie supérieure de la bouteille, en un point autre que celui illustré aux figures 1 à 3 ; d'une manière analogue, dans le cas d'une bouteille-tampon d'axe horizontal, le retour d'eau vers la chaudière pourrait partir de la face d'extrémité 5 au lieu de la paroi latérale. In particular, one would not depart from the scope of the invention by changes in shape or material of the tubular heat exchanger placed inside the buffer bottle, or by changes in the positions of certain connections which would not modify the operation. Thus, in the case of a buffer cylinder with a vertical axis, the arrival of hot water from the boiler could take place, in the upper part of the bottle, at a point other than that illustrated in FIGS. 1 to 3; in a similar manner, in the case of a buffer bottle with a horizontal axis, the return of water to the boiler could start from the end face 5 instead of the side wall.
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| EP0507104A1 (en) * | 1991-03-19 | 1992-10-07 | WILO GmbH | Apparatus for supplying under-floor heating |
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1995
- 1995-11-07 FR FR9513368A patent/FR2740866B1/en not_active Expired - Fee Related
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