FR2997480A1 - Dispositif de chauffage d'eau avec fonction chauffage rapide. - Google Patents

Dispositif de chauffage d'eau avec fonction chauffage rapide. Download PDF

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Abstract

La présente invention a pour objet un dispositif de chauffage d'eau, modulaire, comprenant un moyen qui permet de disposer d'une quantité d'eau chaude en un délai court et/ou de prévenir tout risque de pénurie d'eau chaude pour garantir le confort maximum du consommateur.

Description

La présente invention a pour objet un dispositif de chauffage d'eau, modulaire, comprenant un moyen qui permet de disposer d'une quantité d'eau chaude en un délai court et/ou de prévenir tout risque de pénurie d'eau chaude pour garantir le confort maximum du consommateur. L'invention trouvera en particulier son application dans la production d'eau chaude sanitaire à usage domestique. Les dispositifs de chauffe-eau à usage domestique sont classiquement constitués d'un seul réservoir de forme cylindrique ou sphérique, encombrante et difficilement intégrable dans l'habitat moderne. Ces dispositifs impliquent de chauffer la totalité du volume d'eau contenu dans le réservoir quel que soit par ailleurs le besoin à prélever. Les modèles les plus sophistiqués présentent des temps de remontée en 15 température (pour passer de 18°C à 65°C) compris entre 5 et 6 heures. Les inconvénients de ces dispositifs sont nombreux : - longue attente de l'usager pour retrouver un volume d'eau chaude satisfaisant, - absence d'information sur la quantité d'eau chaude consommée et sur la 20 quantité encore disponible, - impossibilité d'agir autrement qu'en réaction face à une pénurie soudaine d'eau chaude. Lorsque survient le manque d'eau chaude, l'usager peut au mieux passer son appareil en marche forcée et attendre les quelques heures nécessaires pour 25 disposer d'une quantité d'eau chaude suffisante. Par ailleurs, la demande de brevet européen EP 2 418 331 décrit un dispositif de chauffage d'eau sanitaire modulable et encastrable comprenant un châssis autoportant, des réservoirs d'eau indépendants et des moyens de chauffe externes aux réservoirs. Ce dispositif pallie de par sa modularité l'inconvénient de 30 la nécessité de chauffer la masse totale d'eau en tout moment. Cependant ce dispositif présente les mêmes inconvénients que ceux décrits ci-dessus pour les chauffe-eaux traditionnelles en ce qui concerne la capacité de disposer d'une quantité d'eau chaude en un délai court et/ou de prévenir tout risque de pénurie d'eau chaude pour garantir le confort maximum du consommateur. La présente invention vise à surmonter ces inconvénients. Ainsi l'invention a pour objet un dispositif de chauffage d'eau, avantageusement de chauffage d'eau sanitaire, pouvant comprendre au moins deux réservoirs de tailles et de formes, identiques ou différentes, reliées entre eux par des moyens de transport de l'eau, pouvant comprendre une entrée d'eau froide sur l'un au moins desdits réservoirs et une sortie d'eau chaude sur au moins un autre desdits réservoirs étant entendu qu'entre son entrée dans le dispositif et sa sortie dudit dispositif l'eau peut avoir circulé dans l'ensemble desdits réservoirs formant ledit dispositif, chacun desdits réservoirs pouvant être équipé d'un moyen de chauffage de l'eau, indépendant pour chaque réservoir et individuellement équipé d'une sonde de température de l'eau contenu dans le réservoir reliée à un système de régulation dudit moyen de chauffage de l'eau, le réservoir le plus en aval du sens de circulation de l'eau pouvant comprendre en outre au moins un second moyen de chauffage de l'eau, indépendant du premier moyen de chauffage de l'eau dudit réservoir, ledit second moyen de chauffage de l'eau pouvant en outre être équipé d'une sonde de température reliée à un système de régulation dudit second moyen de chauffe de l'eau.
Un premier avantage de l'invention est sa géométrie. En effet celle-ci peut permettre une intégration aisée dans un espace de faible dimension comme par exemple une double cloison. Un autre avantage de l'invention est sa modularité. En effet chaque réservoir pouvant être indépendant en terme de chauffe cela permet de ne chauffer et réguler à la température choisie, qu'un ou plusieurs réservoirs et ainsi d'optimiser le volume d'eau chaude disponible. Il est donc facile d'adapter le volume d'eau utilisable par exemple au nombre de personnes susceptibles d'utiliser l'eau chaude. L'avantage est d'adapter la consommation électrique au plus juste du besoin des utilisateurs et d'engendrer ainsi des économies d'énergie significatives. Selon l'invention ledit moyen de chauffage de l'eau peut être tout moyen connu dans le domaine comme par exemple un système de résistances immergées ou un système de panneau chauffant directement appliqué sur au moins une paroi extérieure du réservoir. Préférentiellement, selon l'invention ledit moyen de chauffe pourra être un système de panneau chauffant directement appliqué sur au moins une paroi extérieure du réservoir et encore plus avantageusement un système de panneau chauffant de grande surface directement appliqué sur au moins une paroi extérieure du réservoir. Très avantageusement ledit système de panneau chauffant pourra recouvrir la totalité des parois du réservoir. En effet il est connu que les moyens de chauffage situé à l'intérieur du réservoir tout en étant efficaces présentent certains inconvénients comme l'accélération des phénomènes de corrosion et l'apparition de points chauds qui favorisent la formation de calcaire et limite la durée de vie du moyen de chauffe immergés. La solution du panneau chauffant extérieur permet en outre, à puissance équivalente, d'augmenter la surface d'échange entre l'élément chauffant et l'eau, ce qui diminue la puissance appliquée en watts par cm2, de supprimer totalement les points chauds et ainsi réduire fortement la formation naturelle de calcaire. Cette solution présente en outre l'avantage de mieux préserver dans le temps les performances de l'élément chauffant et d'augmenter considérablement sa durée de vie. Selon l'invention ledit moyen de chauffage de l'eau pourront présenter une puissance comprise entre 100 et 1200 watts, préférentiellement, entre 200 et 400 watts. Selon l'invention, ledit dispositif de chauffage d'eau peut comprendre autant de réservoirs que voulu au-dessus de 2, le nombre dépendant bien évidement du volume de chaque réservoir et du volume total d'eau chaude potentiellement souhaité. L'Homme du métier saura bien entendu aisément adapter cette donnée. Avantageusement le dispositif selon l'invention pourra comprendre entre 2 et 6 réservoirs, encore plus avantageusement 4.
Selon l'invention, lesdits réservoirs peuvent prendre toutes les formes voulues, indépendamment ou simultanément. On comprend aisément que la forme définitive de chaque réservoir dépendra de l'utilisation à laquelle il est destiné ainsi que de l'environnement dans lequel il va être utilisé. Ainsi selon l'invention, les réservoirs peuvent par exemple prendre une forme cylindrique, ou hexaédrique à faces parallèles deux à deux comme des cubes, des parallélépipèdes rectangles ou des rhomboèdres, ou encore une forme sphérique.
Avantageusement selon l'invention lesdits réservoirs pourront être de forme cylindrique. Selon l'invention, lesdits réservoirs peuvent avoir toutes les tailles voulues, indépendamment ou simultanément. On comprend aisément que la taille définitive de chaque réservoir dépendra de l'utilisation à laquelle il est destiné ainsi que de l'environnement dans lequel il va être utilisé. Avantageusement selon l'invention les réservoirs pourront présenter des dimensions compatibles avec leur positionnement dans un espace ménagé par le volume mort d'une double cloison, comme par exemple dans l'espace ménagé par le châssis autoportant qui sert à supporter les éléments d'un ensemble standard de toilettes suspendues.
Selon l'invention le ou lesdits système(s) de régulation du ou desdits moyen(s) de chauffage de l'eau peuvent être sous toutes formes connues, par exemple mécaniques ou électroniques, avantageusement électroniques Le ou lesdits système(s) de régulation du ou desdits moyen(s) de chauffage de l'eau peuvent délivrer en automatique un signal de commande à partir de la différence entre la consigne et la mesure transmises électroniquement par les sondes de températures. De même selon l'invention, le ou lesdits système(s) de régulation du ou desdits moyen(s) de chauffage de l'eau peuvent être pilotables directement ou à distance, avantageusement à distance, par un moyen de commande. Lorsqu'ils sont pilotés à distance, le ou lesdits système(s) de régulation peuvent être reliés à un moyen de commande par tout système de transmission connu comme par exemple un système filaire, un système de transmission à distance sans fil comme par exemple des ondes radio électromagnétiques, par exemple selon les protocoles Wi-Fe, Bluetoote, ZigBee Hiperlae, ou encore DECT°.
Selon l'invention, le réservoir le plus en aval du sens de circulation de l'eau comprend en outre au moins un second moyen de chauffage de l'eau, indépendant du premier moyen de chauffage de l'eau dudit réservoir, ledit second moyen de chauffage de l'eau pouvant en outre être équipé d'une sonde de température reliée à un système de régulation dudit second moyen de chauffe de l'eau. Selon l'invention ledit second moyen de chauffage de l'eau peut être tout moyen connu dans le domaine comme par exemple un système de résistances immergées dans l'eau contenue dans le réservoir ou un système de panneau chauffant directement appliqué sur au moins une paroi extérieure du réservoir. Avantageusement ledit second moyen de chauffage de l'eau pourra être un panneau chauffant appliqué sur la paroi extérieure.
Selon l'invention ledit second moyen de chauffe pourra avoir une puissance de chauffe au moins identique à la puissance de chauffe du premier moyen chauffage équipant ledit réservoir. Il est aussi possible d'imaginer que ledit second moyen de chauffage de l'eau puisse avoir une puissance de chauffe nettement supérieure à la puissance de chauffe dudit premier moyen de chauffage de l'eau. La flexibilité du système permet d'utiliser soit le second moyen de chauffage de l'eau seul surtout si sa puissance est supérieure à celle dudit premier moyen de chauffage de l'eau soit surtout si les deux moyens de chauffage ont une puissance identique, de coupler les premier et second moyens de chauffage de zo l'eau ce qui permet une accélération du chauffage du volume d'eau contenu dans le réservoir. Ces deux variantes doivent permettre un chauffage rapide du volume d'eau contenu dans le réservoir, à tout le moins nettement moins long que si l'on n'utilise que le premier moyen de chauffage de l'eau dudit réservoir seul. 25 Selon une variante de l'invention les panneaux chauffants peuvent en outre être recouverts entièrement ou partiellement d'une couche d'isolant thermique. Ainsi selon l'invention, ledit second moyen de chauffage de l'eau peut présenter une puissance comprise entre 200 et 2400 watts, préférentiellement, 30 entre 400 et 1600 watts. Ledit second moyen de chauffage de l'eau peut en outre être équipé d'une sonde de température reliée à un système de régulation dudit second moyen de chauffe de l'eau. Comme pour le premier moyen de chauffage ledit système de régulation dudit second moyen de chauffage de l'eau peut être sous toute forme connue, par exemple mécanique ou électronique, avantageusement électronique. De même selon l'invention, ledit système de régulation dudit second moyen de chauffage de l'eau peut être pilotable directement ou à distance, avantageusement à distance. Lorsqu'il est piloté à distance, ledit système de régulation peut être relié au moyen de commande par tout système de transmission connu comme par exemple un système filaire, un système de transmission à distance sans fil comme par exemple des ondes radio électromagnétiques, par exemple selon les protocoles Wi-Fe, Bluetoote, ZigBee Hiperlare, ou encore DEC-C. Ledit second moyen de chauffage de l'eau peut n'être mis en route qu'à la demande et pour un nombre de cycle de chauffe réduit, avantageusement un seul cycle de chauffe.
Il peut être déclenché à tout moment à partir dudit moyen de commande auquel il est relié suite à la décision du consommateur qui souhaitera rapidement obtenir de l'eau chaude, par exemple au moment d'une remise en route du dispositif par exemple après un arrêt prolongé ou moment de la survenu d'un besoin inattendu d'une quantité d'eau chaude plus importante que prévue.
Selon l'invention ledit dispositif peut en outre comprendre des moyens de régulation automatique de son fonctionnement comme par exemple un moyen permettant d'interrompre définitivement le second moyen de chauffage de l'eau lorsque le volume d'eau chaude contenu dans le réservoir considéré a atteint la température désiré et de renvoyer ledit dispositif automatiquement dans sa programmation normale afin de ne pas rentrer dans une surconsommation structurelle, alors que le besoin n'était qu'occasionnel. Selon l'invention ledit dispositif peut en outre comprendre une fonction embarquée d'analyse de la consommation d'eau qui peut permettre grâce à un compteur d'eau électronique placé sur la sortie d'eau chaude de mesurer en temps réel la quantité d'eau chaude consommée. Ainsi la mesure du rapport entre eau chaude consommée et eau chaude disponible dans le dispositif peut permettre de mesurer en permanence le niveau d'autonomie existant et donc le risque de pénurie. A partir du franchissement d'un seuil d'alerte préalablement paramétré, ledit second moyen de chauffage de l'eau peut être activé automatiquement ou directement par l'utilisateur après qu'il eut été informé par le dispositif de l'état de réserve en eau chaude.
Selon l'invention le dispositif peut en outre comprendre tout moyen nécessaire à l'installation dudit dispositif là où il doit être mis en place comme par exemple des pattes de suspension, des moyens de soutient par en dessous ou encore un cadre autoportant auquel les différents éléments dudit dispositif seront fixés.
Un dispositif de chauffage d'eau, avantageusement de chauffage d'eau sanitaire, selon l'invention particulièrement préféré peut comprendre au moins deux réservoirs de forme cylindrique de tailles identiques ou différentes, reliées entre eux par des moyens de transport de l'eau, pouvant comprendre une entrée d'eau froide sur l'un au moins desdits réservoirs et une sortie d'eau chaude sur au moins un autre desdits réservoirs étant entendu qu'entre son entrée dans le dispositif et sa sortie dudit dispositif l'eau peut avoir circulé dans l'ensemble desdits réservoirs formant ledit dispositif, chacun desdits réservoirs pouvant être équipé d'un moyen de chauffage de l'eau, indépendant pour chaque réservoir, sous la forme d'un panneau chauffant directement appliqué sur la paroi extérieure du réservoir, de grande surface, et individuellement équipé d'une sonde de température de l'eau contenu dans le réservoir reliée à un système de régulation dudit moyen de chauffage de l'eau, le réservoir le plus en aval du sens de circulation de l'eau comprenant en outre au moins un second moyen de chauffage de l'eau, indépendant du premier moyen de chauffage de l'eau dudit réservoir, se présentant sous la forme d'un second panneau chauffant directement appliqué sur la paroi extérieure dudit réservoir, lesdits deux panneaux pouvant avoir une puissance de chauffe identique, ledit second moyen de chauffage de l'eau pouvant en outre être équipé d'une sonde de température reliée à un système de régulation dudit second moyen de chauffe de l'eau, ledit système de régulation pouvant être relié à moyen de commande, avantageusement à distance, ledit dispositif pouvant comprendre en outre un cadre autoportant.
L'invention sera mieux comprise si l'on se réfère aux figures annexées qui représentent schématiquement et de manière non limitative un dispositif selon l'invention. La figure 1 représente une vue en coupe verticale d'un dispositif selon l'invention. La figure 2 représente une coupe en plan vue de dessus d'un dispositif selon l'invention. La figure 3 est une représentation en perspective d'un dispositif selon l'invention en situation.
Ainsi, la figure 1 représente une vue en coupe verticale d'un dispositif selon l'invention comprenant 2 réservoirs de forme cylindrique (1) et (2), reliés entre eux par une tuyauterie de circulation de l'eau (3), chaque réservoir étant équipé d'un moyen de chauffage de l'eau constitué par un panneau chauffant disposé sur la paroi extérieur du réservoir (4), chaque panneau chauffant étant équipé d'un moyen de régulation (5) comportant une sonde de température (6) ledit moyen de régulation étant relié de manière non filaire à un moyen de commande déporté (7). Le réservoir le plus en aval du sens de circulation de l'eau (réservoir 2) comporte en outre un second panneau chauffant disposé sur la paroi extérieure dudit réservoir (8), équipé d'un moyen de régulation (5) comportant une sonde de température (6) ledit moyen de régulation étant relié de manière non filaire à un moyen de commande déporté (7). La figure 2 est une représentation vue de dessus d'un dispositif selon l'invention comprenant 2 réservoirs de forme cylindrique (1) et (2), reliés entre eux par une tuyauterie de circulation de l'eau (3), chaque réservoir étant équipé d'un moyen de chauffage de l'eau constitué par un panneau chauffant disposé sur la paroi extérieur du réservoir (4), chaque panneau chauffant étant équipé d'un moyen de régulation (5) ledit moyen de régulation étant relié de manière non filaire à un moyen de commande déporté (7). Le réservoir le plus en aval du sens de circulation de l'eau (réservoir 2) comporte en outre un second panneau chauffant disposé sur la paroi extérieur dudit réservoir (8), équipé d'un moyen de régulation (5) comportant une sonde de température (6) ledit moyen de régulation étant relié de manière non filaire à un moyen de commande déporté (7).
La figure 3 montre en perspective une réalisation dudit dispositif selon l'invention installé dans la double cloison d'un système de toilette suspendue. En référence à ce dessin, le dispositif comporte 4 tubes-réservoirs disposés verticalement (2), deux latéraux et deux centraux qui présentent une hauteur inférieure à celle des tubes-réservoirs latéraux afin de permettre son intégration à un mécanisme de WC suspendu (4) dans l'épaisseur du réservoir d'eau. L'ensemble du dispositif repose sur un châssis autoportant (1). Accrochées sur le châssis autoportant, des barres transversales (6) situées à différentes hauteurs supportent et maintiennent les tubes-réservoirs (2). Le réservoir et la cuvette du WC suspendu (4) sont fixés directement sur le cadre du châssis autoportant (1) à l'aide de cheville de fixation. Le dispositif constitué du châssis autoportant (1), des tubes-réservoirs (2) et du mécanisme de WC suspendu (4) peut être encastré dans une double cloison (5).
La paroi extérieure de chaque tube-réservoir (2) est équipée d'un panneau chauffant rectangulaire (3) collé sur ladite paroi. Le panneau chauffant (3) est, par exemple électrique. L'ensemble composé du, tube-réservoir (2), de son tuyau extérieur et du panneau chauffant est entièrement recouvert d'une couche d'isolant thermique.
A titre d'exemple non limitatif, pour une capacité de 100 litres, le dispositif aura des dimensions de l'ordre de 81 cm pour la largeur, de 220 cm pour la hauteur et de 23 cm pour l'épaisseur.

Claims (7)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif de chauffage d'eau, avantageusement de chauffage d'eau sanitaire, comprenant au moins deux réservoirs (1,
  2. 2) de tailles et de formes, identiques ou différentes, reliées entre eux par des moyens de transport de l'eau (3), comprenant une entrée d'eau froide sur l'un au moins desdits réservoirs et une sortie d'eau chaude sur au moins un autre desdits réservoirs étant entendu qu'entre son entrée dans le dispositif et sa sortie dudit dispositif l'eau peut avoir circulée dans l'ensemble desdits réservoirs formant ledit dispositif, chacun desdits réservoirs étant équipé d'un moyen de chauffage de l'eau (4), indépendant pour chaque réservoir et individuellement équipé d'une sonde de température (6) de l'eau contenu dans le réservoir reliée à un système de régulation (5) dudit moyen de chauffage de l'eau, le réservoir le plus en aval du sens de circulation de l'eau (2) comprenant en outre au moins un second moyen de chauffage de l'eau (8), indépendant du premier moyen de chauffage de l'eau dudit réservoir, ledit second moyen de chauffage de l'eau étant en outre équipé d'une sonde de température (6) reliée à un système de régulation (5) dudit second moyen de chauffe de l'eau. 2. Dispositif de chauffage d'eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de chauffage de l'eau (4) est un système de résistances immergées ou un système de panneau chauffant directement appliqué sur au moins une paroi extérieure du réservoir (1, 2), préférentiellement un système de panneau chauffant directement appliqué sur au moins une paroi extérieure du réservoir.
  3. 3. Dispositif de chauffage d'eau selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le ou lesdits système(s) de régulation du ou desdits moyen(s) de chauffage de l'eau (5) peuvent être mécaniques ou électroniques, avantageusement électroniques.
  4. 4. Dispositif de chauffage d'eau selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ou lesdits moyen(s) de chauffage de l'eau (4) sont pilotables directement ou à distance, avantageusement à distance, par un moyen de commande (7).
  5. 5. Dispositif de chauffage d'eau selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le ou lesdits système(s) derégulation sont reliés au moyen de commande par un système de transmission filaire ou un système de transmission à distance sans fil comme par exemple des ondes radio électromagnétiques, par exemple selon les protocoles Wi-Fe, Wi-Max , Bluetooth , ZigBee , Hiperlan , ou encore DECT°.
  6. 6. Dispositif de chauffage d'eau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le réservoir le plus en aval du sens de circulation de l'eau (2) comprend au moins un second moyen de chauffage de l'eau (8), indépendant du premier moyen de chauffage de l'eau (4) dudit réservoir.
  7. 7. Dispositif de chauffage d'eau selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux réservoirs de forme cylindrique de tailles identiques ou différentes (1, 2), reliées entre eux par des moyens de transport de l'eau (3), comprenant une entrée d'eau froide sur l'un au moins desdits réservoirs et une sortie d'eau chaude sur au moins un autre desdits réservoirs étant entendu qu'entre son entrée dans le dispositif et sa sortie dudit dispositif l'eau peut avoir circulé dans l'ensemble desdits réservoirs formant ledit dispositif, chacun desdits réservoirs étant équipé d'un moyen de chauffage de l'eau (4), indépendant pour chaque réservoir, sous la forme d'un panneau chauffant directement appliqué sur la paroi extérieure du réservoir, avantageusement de grande surface, et individuellement équipé d'une sonde de température de l'eau contenu dans le réservoir (6) reliée à un système de régulation dudit moyen de chauffage de l'eau (5), le réservoir le plus en aval du sens de circulation de l'eau (2) comprenant en outre au moins un second moyen de chauffage de l'eau (8), indépendant du premier moyen de chauffage de l'eau dudit réservoir, se présentant sous la forme d'un second panneau chauffant directement appliqué sur la paroi extérieure dudit réservoir, lesdits deux panneaux ayant une puissance de chauffe identique, ledit second moyen de chauffage de l'eau étant en outre équipé d'une sonde de température (6) reliée à un système de régulation dudit second moyen de chauffe de l'eau (5), ledit système de régulation étant relié à un moyen de commande (7), avantageusement à distance, ledit dispositif comprenant en outre un cadre autoportant.
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