FR3050811A1 - SANITARY HOT WATER STORAGE DEVICE - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un dispositif de stockage d'eau chaude sanitaire, comprenant un réservoir de stockage et une trappe d'accès au réservoir de stockage, caractérisé en ce que ladite trappe d'accès est munie d'un moyen de réduction et d'orientation de vitesse d'un flux d'eau destiné à alimenter en eau le réservoir de stockage.The subject of the invention is a device for storing sanitary hot water, comprising a storage tank and an access hatch for the storage tank, characterized in that the said access hatch is provided with a means of reduction and speed orientation of a water flow for supplying water to the storage tank.
Description
DISPOSITIF DE STOCKAGE D’EAU CHAUDE SANITAIRE L’invention a pour objet un dispositif de stockage d’eau chaude sanitaire. Généralement, un dispositif de stockage d’eau chaude sanitaire comprend un réservoir de stockage d’eau et une trappe d’accès au réservoir de stockage.The invention relates to a device for storing hot water. Generally, a hot water storage device comprises a water storage tank and a storage tank access hatch.
De manière connue, la trappe permet, lors d’un procédé de fabrication du dispositif, d’appliquer un revêtement adapté sur une surface intérieure du réservoir de stockage d’eau.In known manner, the hatch allows, during a manufacturing process of the device, to apply a suitable coating on an inner surface of the water storage tank.
Dans un tel dispositif de stockage, il est primordial d’assurer une stratification thermique de l’eau contenue dans le dispositif de stockage puisque la stratification thermique de l’eau assure une réduction de l’énergie à fournir pour chauffer l’eau.In such a storage device, it is essential to provide thermal stratification of the water contained in the storage device since the thermal stratification of the water ensures a reduction of the energy to be supplied to heat the water.
Par stratification thermique, on entend répartition de l’eau en strates ou couches horizontales, chaque couche correspondant à une température donnée.By thermal stratification is meant distribution of water in layers or horizontal layers, each layer corresponding to a given temperature.
Du fait de la stratification thermique naturelle de l’eau, l’eau chaude occupe un niveau supérieur dans le réservoir, tandis que l’eau froide occupe le fond du réservoir.Due to the natural thermal stratification of water, hot water occupies a higher level in the tank, while cold water occupies the bottom of the tank.
Ainsi, pour bénéficier de cette répartition naturelle de l’eau, en phase dite de puisage, le réservoir est alimenté en partie basse en eau froide, et on prélève en partie haute l’eau chaude ; et, en phase dite de chargement, on prélève l’eau froide en partie basse et on alimente la partie haute en eau chaude.Thus, in order to benefit from this natural distribution of water, in the so-called draw-off phase, the reservoir is supplied at the bottom with cold water, and hot water is taken off at the top; and in the so-called loading phase, the cold water is taken off at the bottom and the upper part is supplied with hot water.
Toutefois, pour optimiser la stratification, il faut éviter tout mouvement interne de l’eau dans le réservoir.However, to optimize the stratification, it is necessary to avoid any internal movement of the water in the tank.
Or, l’eau froide ou l’eau chaude entre dans le réservoir via un piquage avec une vitesse donnée, et pénètre profondément dans le réservoir éventuellement jusqu’à des couches d’eau tiède, ce qui provoque inévitablement un brassage d’eau.However, cold water or hot water enters the tank via a nozzle with a given speed, and penetrates deep into the tank possibly to layers of warm water, which inevitably causes a mixing of water.
Il s’en suit une augmentation notable de l’énergie à fournir pour chauffer la totalité du volume d’eau à une température souhaitée, due à une perte de performance d’un générateur de chaleur.This results in a significant increase in the energy to be supplied to heat the entire volume of water to a desired temperature, due to a loss of performance of a heat generator.
Le but de l’invention est de remédier aux inconvénients précités. A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de stockage d’eau chaude sanitaire, comprenant un réservoir de stockage et une trappe d’accès au réservoir de stockage, caractérisé en ce que ladite trappe d’accès est munie d’un moyen de réduction et d’orientation de vitesse d’un flux d’eau destiné à alimenter en eau le réservoir de stockage.The object of the invention is to overcome the aforementioned drawbacks. For this purpose, the subject of the invention is a device for storing domestic hot water, comprising a storage tank and an access hatch for access to the storage tank, characterized in that said access hatch is provided with a means for reducing and speeding a flow of water for supplying water to the storage tank.
Grâce au dispositif selon la présente invention, il est possible d’optimiser la stratification dans le réservoir de stockage, puisque le moyen de réduction et d’orientation de vitesse casse la vitesse du flux d’eau entrant dans le réservoir de stockage, ce qui évite tout brassage d’eau dans le réservoir de stockage et préserve la différenciation thermique des couches d’eau.Thanks to the device according to the present invention, it is possible to optimize the stratification in the storage tank, since the speed reduction and orientation means breaks the speed of the flow of water entering the storage tank, which avoids any mixing of water in the storage tank and preserves the thermal differentiation of the water layers.
De plus, le dispositif selon la présente invention est issu d’un procédé de fabrication simple, du fait qu’un traitement de surface (par exemple contre la corrosion et/ou pour assurer la compatibilité du dispositif de stockage avec l’alimentaire) peut être appliqué indépendamment au réservoir d’une part et au moyen de réduction et d’orientation de vitesse d’autre part.In addition, the device according to the present invention comes from a simple manufacturing process, because a surface treatment (for example against corrosion and / or to ensure the compatibility of the storage device with the food) can be applied independently to the tank on the one hand and by means of reduction and speed orientation on the other hand.
En outre, le dispositif selon la présente invention est modulable, dans la mesure où la structure spécifique du moyen de réduction et d’orientation de vitesse est avantageusement choisie préalablement à sa solidarisation à ladite trappe.In addition, the device according to the present invention is flexible, insofar as the specific structure of the speed reduction and orientation means is advantageously chosen prior to its attachment to said trap.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la trappe est agencée dans une extrémité du réservoir de stockage formant fond du réservoir de stockage, le moyen de réduction et d’orientation de vitesse étant disposé en saillie de la trappe dans le réservoir de stockage, au centre du fond du réservoir de stockage.According to another characteristic of the invention, the hatch is arranged in an end of the storage tank forming a bottom of the storage tank, the reduction and speed orientation means being arranged projecting from the hatch in the storage tank, in the center of the bottom of the storage tank.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le dispositif comprend une deuxième trappe d’accès au réservoir de stockage.According to another characteristic of the invention, the device comprises a second access door to the storage tank.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la deuxième trappe est munie d’un moyen de réduction et d’orientation de vitesse d’un flux d’eau destiné à alimenter en eau le réservoir de stockage.According to another characteristic of the invention, the second flap is provided with means for reducing and orienting the speed of a water flow intended to supply water to the storage tank.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la deuxième trappe est disposée dans une extrémité opposée du fond du réservoir de stockage formant sommet du réservoir de stockage, le moyen de réduction et d’orientation de vitesse étant disposé en saillie de la trappe dans le réservoir de stockage, au centre de ladite partie haute.According to another characteristic of the invention, the second hatch is disposed in an opposite end of the bottom of the storage tank forming the top of the storage tank, the reduction and speed orientation means being arranged projecting from the hatch in the storage tank, in the center of said upper part.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le dispositif comprend une canne comprenant une première extrémité solidaire de la deuxième trappe et une deuxième extrémité solidaire du moyen de réduction et d’orientation de vitesse, et dont de préférence une longueur dépend d’une puissance et/ou d’un débit d’un générateur de chaleur du dispositif de stockage.According to another characteristic of the invention, the device comprises a rod comprising a first end secured to the second door and a second end integral with the speed reduction and orientation means, and whose length preferably depends on a power and / or a flow rate of a heat generator of the storage device.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le moyen ou au moins l’un des moyens de réduction et d’orientation de vitesse est un déflecteur.According to another characteristic of the invention, the means or at least one of the speed reduction and orientation means is a deflector.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le moyen ou au moins l’un des moyens de réduction et d’orientation de vitesse comprend un corps principal comportant une pluralité de trous de sortie d’eau hors du corps principal.According to another characteristic of the invention, the means or at least one of the speed reduction and orientation means comprises a main body having a plurality of water outlet holes out of the main body.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le corps principal comprend deux entrées d’eau dans le moyen de réduction et d’orientation de vitesse, l’une des deux entrées étant configurée pour être reliée à une branche dite de retour de boucle d’une installation collective d’eau chaude sanitaire.According to another characteristic of the invention, the main body comprises two water inlets in the speed reduction and orientation means, one of the two inputs being configured to be connected to a so-called loop back branch. a collective installation of domestic hot water.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le dispositif comprend un générateur de chauffage d'eau et un échangeur de chaleur entre un flux d’eau issu du réservoir et un autre fluide. L’invention a également pour objet une installation d’eau chaude sanitaire d’une pluralité de locaux, comprenant un dispositif de stockage tel que décrit précédemment, comportant une branche d’alimentation en eau chaude sanitaire de chaque local et une branche de retour de l’eau chaude sanitaire depuis chaque local vers le réservoir de stockage, dite branche de retour, l’une des deux entrées du corps principal formant extrémité de la branche de retour. L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un dispositif de stockage tel que décrit précédemment, comprenant une étape de traitement de surface du réservoir de stockage et une étape de traitement de surface dudit au moins un moyen de réduction et d’orientation de vitesse, indépendante de l’étape de traitement de surface du réservoir de stockage. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d’un dispositif de stockage selon la présente invention ; - la figure 2 est une vue de détail en perspective d’un fond d’un réservoir de stockage du dispositif de stockage de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de détail en perspective d’un extérieur du fond de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue de détail en coupe longitudinale d’un sommet du dispositif de la figure 1 selon une variante de réalisation ; - la figure 5 est une vue de détail en coupe longitudinale d’un fonddu dispositif de la figure 1 selon une variante de réalisation ; - la figure 6 est une vue en perspective d’un moyen de réduction et d’orientation de vitesse d’un flux d’eau de la figure 1 ; - la figure 7 est une vue en perspective d’un moyen de réduction et d’orientation de vitesse d’un flux d’eau selon une variante ; - les figures 8a et 8b sont des résultats de simulation d’une répartition thermique du dispositif de la figure 1, un moyen de réduction et d’orientation de vitesse disposant respectivement de 12 trous et de 24 trous, pour un débit de 96L/min; - la figure 9 est un résultat de simulation d’une répartition thermique du dispositif de la figure 1, un moyen de réduction et d’orientation de vitesse disposant de 24 trous pour un débit de 45 L/min; - les figures 10 et 11 illustrent une évolution temporelle d’une température en partie basse et milieu du réservoir de stockage de la figure 1, en comparaison avec une évolution temporelle selon l’art antérieur ; - la figure 12 illustre des branchements d’une installation collective comprenant le dispositif de stockage de la figure 1 ; et - la figure 13 illustre un moyen de réduction et d’orientation de vitesse selon une variante particulièrement adaptée à l’installation de la figure 12.According to another characteristic of the invention, the device comprises a water heating generator and a heat exchanger between a stream of water from the reservoir and another fluid. The invention also relates to a domestic hot water installation of a plurality of premises, comprising a storage device as described above, comprising a hot water supply branch of each room and a return branch of the hot water from each local to the storage tank, said return branch, one of the two main body end of the return branch of the inlet. The invention also relates to a method of manufacturing a storage device as described above, comprising a surface treatment step of the storage tank and a surface treatment step of said at least one reduction means and speed orientation, independent of the surface treatment step of the storage tank. Other features and advantages of the invention will become apparent on reading the description which follows. This is purely illustrative and should be read with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a schematic longitudinal sectional view of a storage device according to the present invention; FIG. 2 is a detailed perspective view of a bottom of a storage tank of the storage device of FIG. 1; - Figure 3 is a detail view in perspective of an outside of the bottom of Figure 2; - Figure 4 is a detail view in longitudinal section of a top of the device of Figure 1 according to an alternative embodiment; - Figure 5 is a detail view in longitudinal section of a bottom of the device of Figure 1 according to an alternative embodiment; FIG. 6 is a perspective view of a speed reduction and orientation means of a stream of water of FIG. 1; FIG. 7 is a perspective view of a means for reducing and orienting the speed of a water flow according to a variant; FIGS. 8a and 8b are results of simulation of a thermal distribution of the device of FIG. 1, means of reduction and orientation of speed having respectively 12 holes and 24 holes, for a flow rate of 96L / min. ; FIG. 9 is a simulation result of a thermal distribution of the device of FIG. 1, a speed reduction and orientation means having 24 holes for a flow rate of 45 L / min; FIGS. 10 and 11 illustrate a temporal evolution of a temperature in the lower and middle part of the storage tank of FIG. 1, in comparison with a time evolution according to the prior art; FIG. 12 illustrates branches of a collective installation comprising the storage device of FIG. 1; and FIG. 13 illustrates a means of reduction and orientation of speed according to a variant particularly adapted to the installation of FIG. 12.
Dispositif de stockage d’eau L’invention a pour objet un dispositif de stockage d’eau chaude sanitaire, référencé 1 dans les figures.The invention relates to a hot water storage device, referenced 1 in the figures.
Comme visible sur les figures, le dispositif 1 comprend un réservoir de stockage d’eau 2 et au moins une trappe d’accès au réservoir de stockage 2.As shown in the figures, the device 1 comprises a water storage tank 2 and at least one access hatch to the storage tank 2.
De préférence, le réservoir de stockage 2 présente une forme générale cylindrique.Preferably, the storage tank 2 has a generally cylindrical shape.
Sur le mode de réalisation illustré, le réservoir 2 comprend une première et une deuxième trappes 3, 4.In the illustrated embodiment, the reservoir 2 comprises a first and a second trap 3, 4.
La première trappe 3 est disposée dans une première extrémité du réservoir 2 formant fond interne 5 du réservoir de stockage.The first hatch 3 is disposed in a first end of the reservoir 2 forming internal bottom 5 of the storage tank.
La deuxième trappe 4 est disposée dans une extrémité opposée du fond 5 et formant sommet 6 du réservoir 2.The second hatch 4 is disposed in an opposite end of the bottom 5 and forming the top 6 of the tank 2.
Comme plus particulièrement visible sur les figures 1 à 3, chaque trappe d’accès 3, 4 est munie d’un moyen de réduction et d’orientation de vitesse d’un flux d’eau destiné à alimenter en eau le réservoir de stockage 2, et référencé respectivement 7, 8.As more particularly visible in FIGS. 1 to 3, each access hatch 3, 4 is provided with means for reducing and orienting the speed of a stream of water intended to supply water to the storage tank 2 , and referenced respectively 7, 8.
Comme il ressort de la figure 2, le moyen 7 fait saillie hors de la première trappe 3 dans le réservoir de stockage 2, de préférence au centre 9 du fond 5 du réservoir de stockage 2.As can be seen from FIG. 2, the means 7 protrude from the first hatch 3 in the storage tank 2, preferably at the center 9 of the bottom 5 of the storage tank 2.
De même, le moyen 8 fait saillie hors de la deuxième trappe 4 dans le réservoir 2, de préférence au centre 10 du sommet 6 du réservoir de stockage 2.Similarly, the means 8 protrudes out of the second hatch 4 into the tank 2, preferably at the center 10 of the top 6 of the storage tank 2.
Avantageusement, le réservoir 2 est alimenté en eau froide par l’intermédiaire du moyen 7.Advantageously, the tank 2 is fed with cold water via means 7.
Avantageusement, le réservoir 2 est alimenté en eau chaude par l’intermédiaire du moyen 8.Advantageously, the tank 2 is supplied with hot water via the means 8.
Comme visible sur la figure 1, le dispositif de stockage 1 comprend également un échangeur de chaleur 11 pour chauffer l’eau du réservoir 2 via un échange thermique avec un deuxième fluide.As can be seen in FIG. 1, the storage device 1 also comprises a heat exchanger 11 for heating the water of the tank 2 via a heat exchange with a second fluid.
Le deuxième fluide est lui-même chauffé par un générateur 12, tel qu’une chaudière, une pompe à chaleur ou des panneaux solaires.The second fluid is itself heated by a generator 12, such as a boiler, a heat pump or solar panels.
Le deuxième fluide peut être de l’eau.The second fluid can be water.
Le dispositif de stockage 1 comprend une branche 13 d’amenée d’eau froide depuis un piquage 14 du réservoir 2 jusqu’à l’échangeur de chaleur 11.The storage device 1 comprises a branch 13 for supplying cold water from a tapping 14 of the tank 2 to the heat exchanger 11.
Le dispositif de stockage 1 comprend également une branche 15 d’amenée d’eau chaude depuis l’échangeur de chaleur 11 jusqu’à un piquage 16 relié au moyen 8.The storage device 1 also comprises a branch 15 for supplying hot water from the heat exchanger 11 to a branch 16 connected to the means 8.
Avantageusement, le dispositif comprend des pompes de circulation d’eau dans l’une des branches, 13 ou 15, non représentées.Advantageously, the device comprises water circulation pumps in one of the branches, 13 or 15, not shown.
Le réservoir 2 comprend un piquage 17 d’entrée d’eau froide dans le réservoir 2, relié au moyen 7 de réduction et d’orientation.The tank 2 comprises a cold water inlet tap 17 in the tank 2, connected to the means 7 of reduction and orientation.
Comme visible sur la figure 1, le piquage de sortie 17 est disposé en partie basse du réservoir 2.As can be seen in FIG. 1, the outlet tap 17 is arranged at the bottom of the tank 2.
Le réservoir 2 comprend un piquage 18 de sortie d’eau chaude hors du réservoir 2.The tank 2 comprises a hot water outlet tap 18 out of the tank 2.
Comme visible sur la figure 1, le piquage de sortie 18 est disposé en partie haute du réservoir 2.As can be seen in FIG. 1, the outlet tap 18 is placed at the top of the tank 2.
Le piquage 18 est avantageusement disposé sur la trappe 4.The stitching 18 is advantageously arranged on the hatch 4.
On note que le réservoir 2 contient de l’eau qui est stratifiée naturellement, c’est-à-dire que l’eau est répartie dans le réservoir 2 en couche de températures différentes, une couche d’eau la plus froide étant disposée sur le fond 5 et une couche d’eau la plus chaude étant disposée au niveau du sommet du réservoir 2.It is noted that the reservoir 2 contains water which is stratified naturally, that is to say that the water is distributed in the reservoir 2 in layers of different temperatures, a layer of the coldest water being disposed on the bottom 5 and a hottest layer of water being disposed at the top of the tank 2.
Par eau froide, on entend eau de la couche d’eau la plus froide. L’eau froide est par exemple à 10°C.Cold water is water from the coldest layer of water. The cold water is for example at 10 ° C.
Par eau chaude, on entend eau de la couche la plus chaude. L’eau chaude est par exemple à 60°C.Hot water is water from the warmest layer. The hot water is for example at 60 ° C.
Circulation de l’eau dans le dispositif de stockageCirculation of water in the storage device
En puisage, c’est-à-dire quand le dispositif de chauffage 1 alimente un local en eau chaude, un flux d’eau chaude sort du réservoir 2 par le piquage de sortie 18.In drawing, that is to say when the heating device 1 supplies a hot water room, a flow of hot water leaves the tank 2 through the outlet tap 18.
Parallèlement, un flux d’eau froide F pénètre dans le fond du réservoir 2 par le moyen 7.At the same time, a flow of cold water F enters the bottom of the tank 2 by means 7.
Le moyen de réduction et d’orientation de vitesse 7 réduit nettement la vitesse de l’eau froide, comme il va être expliqué ultérieurement, ce qui assure une optimisation de la stratification de l’eau contenue dans le réservoir 2.The speed reduction and orientation means 7 significantly reduces the speed of the cold water, as will be explained later, which ensures an optimization of the stratification of the water contained in the tank 2.
En charge, c’est-à-dire en mode de chauffage, une partie de l’eau froide est prélevée du réservoir 2 par le piquage 14 et circule successivement dans la branche 13 puis l’échangeur de chaleur 11, où l’eau est chauffée par le deuxième fluide.In charge, that is to say in the heating mode, part of the cold water is taken from the tank 2 by the nozzle 14 and flows successively in the branch 13 and then the heat exchanger 11, where the water is heated by the second fluid.
Le piquage d’entré 14 est avantageusement disposé sur la trappe 3.The input tap 14 is advantageously arranged on the hatch 3.
Ensuite, l’eau chauffée circule dans la branche 15 avant de pénétrer dans le réservoir 2 par le moyen 8 via le piquage 16.Then, the heated water circulates in the branch 15 before entering the tank 2 by the means 8 via the stitching 16.
Le moyen de réduction et d’orientation de vitesse 8 réduit nettement la vitesse de l’eau chaude, comme il va être expliqué ultérieurement, ce qui assure une optimisation de la stratification de l’eau contenue dans le réservoir 2.The speed reduction and orientation means 8 significantly reduces the speed of the hot water, as will be explained later, which ensures an optimization of the stratification of the water contained in the tank 2.
Selon une variante illustrée à la figure 4, le piquage de sortie 18 peut avantageusement être disposée sur une bride 22, décrite ci-après.According to a variant illustrated in FIG. 4, the outlet stitching 18 can advantageously be arranged on a flange 22, described hereinafter.
Selon une autre variante illustrée à la figure 5, le piquage 14 est distinct de la bride 22.According to another variant illustrated in FIG. 5, the stitching 14 is distinct from the flange 22.
Moyen de réduction et d’orientation de vitesseMeans of reduction and speed orientation
Selon une variante préférée, illustrée aux figures 1 à 6, les moyens de réduction et d’orientation de vitesse 7 et 8 comprennent chacun un corps principal 20 comportant une pluralité de trous de sortie d’eau hors du corps principal, référencés 21.According to a preferred variant, illustrated in FIGS. 1 to 6, the speed reduction and orientation means 7 and 8 each comprise a main body 20 comprising a plurality of water outlet holes outside the main body, referenced 21.
Comme plus particulièrement visible à la figure 6, le corps principal 20 est une virole, dont un axe longitudinal est de préférence vertical.As more particularly visible in Figure 6, the main body 20 is a shell, a longitudinal axis is preferably vertical.
La virole 20 est de préférence soudée sur une bride 22 boulonnée à la trappe associée 3, 4.The shell 20 is preferably welded to a flange 22 bolted to the associated hatch 3, 4.
La bride 22 présente une forme générale de couronne.The flange 22 has a general shape of a crown.
On constate que, vu depuis l’extérieur, seuls les piquages 14, 17 et la bride 22 sont visibles depuis l’extérieur du réservoir 2.It can be seen that, seen from the outside, only the taps 14, 17 and the flange 22 are visible from the outside of the tank 2.
Comme visible sur la figure 6, les trous 21 sont agencés sur une paroi latérale 23 de la virole 20.As can be seen in FIG. 6, the holes 21 are arranged on a lateral wall 23 of the ferrule 20.
La paroi 23 est délimitée entre la bride 22 et un disque 24 opposé au disque 22.The wall 23 is delimited between the flange 22 and a disk 24 opposite the disk 22.
Les trous 21 de la virole 20 constituent les seuls passages de sortie d’eau hors du piquage d’entrée 16, 17.The holes 21 of the shell 20 constitute the only water outlet passages out of the inlet tap 16, 17.
Du fait de la présence d’une multitude de trous 21, un flux F entrant dans le moyen 7 est converti en une multitude de flux f sortant du moyen 7.Due to the presence of a multitude of holes 21, a flow F entering the means 7 is converted into a multitude of flows f leaving the means 7.
Du fait que les trous 21 sont disposés latéralement, les flux f sortant de la virole 20 forment un angle non nul avec la direction longitudinale L de la virole 20.Because the holes 21 are arranged laterally, the flows f leaving the shell 20 form a non-zero angle with the longitudinal direction L of the shell 20.
Les moyens 7, 8, sont placés dans le réservoir 2 de sorte que la direction longitudinale L des viroles 20 coïncident avec l’axe longitudinal Z du réservoir 2.The means 7, 8 are placed in the tank 2 so that the longitudinal direction L of the rings 20 coincide with the longitudinal axis Z of the tank 2.
Les flux f forment aussi un angle non nul avec la direction de l’axe longitudinal Z du réservoir 2, ce qui permet d’éviter que l’eau se dirige longitudinalement dans le réservoir 2 et pénètre dans les couches successives de la stratification.The flows f also form a non-zero angle with the direction of the longitudinal axis Z of the reservoir 2, which makes it possible to prevent the water from moving longitudinally in the reservoir 2 and penetrates into the successive layers of the stratification.
La section totale des trous 21 est ajustée pour limiter la vitesse de sortie de l’eau hors de la virole 20.The total section of the holes 21 is adjusted to limit the speed of exit of the water from the shell 20.
Sur la figure 2, on constate que le moyen 7 du fond du réservoir 2 est disposé de sorte que le bord 24 soit au plus proche du fond 5 du réservoir 2.In FIG. 2, it can be seen that the means 7 of the bottom of the tank 2 are arranged so that the edge 24 is as close as possible to the bottom 5 of the tank 2.
Il est possible néanmoins que le moyen de réduction et d’orientation comprenne une canne solidaire de la virole 20.It is possible, however, that the reduction and orientation means comprise a rod integral with the ferrule 20.
Cette variante est particulièrement avantageuse pour le moyen 8 monté en partie haute du réservoir 2.This variant is particularly advantageous for the means 8 mounted in the upper part of the tank 2.
Comme visible sur la figure 1, la canne 25 comprend une première extrémité 26 solidaire de la deuxième trappe 4 et une deuxième extrémité 27 solidaire de la virole 20.As can be seen in FIG. 1, the rod 25 comprises a first end 26 integral with the second hatch 4 and a second end 27 integral with the ferrule 20.
La canne 25 s’étend longitudinalement le long du réservoir 2, selon une direction coïncidant avec l’axe longitudinal Z du réservoir 2.The rod 25 extends longitudinally along the tank 2, in a direction coinciding with the longitudinal axis Z of the tank 2.
La longueur de la canne 25 est choisie de sorte à faire pénétrer l’eau dans le réservoir 2 via le moyen 8 dans une couche d’eau dont la température n’est pas trop haute, afin de ne pas perturber le volume d’eau chaude disponible au-dessus du moyen 8.The length of the rod 25 is chosen so as to penetrate the water in the tank 2 via the means 8 in a layer of water whose temperature is not too high, so as not to disturb the volume of water hot available over medium 8.
La longueur dépend notamment d’une puissance et d’un débit du générateur 12.The length depends in particular on a power and a flow rate of the generator 12.
Selon une variante illustrée à la figure 7, le moyen de réduction et d’orientation de vitesse est un déflecteur 28.According to a variant illustrated in FIG. 7, the speed reduction and orientation means is a deflector 28.
Le déflecteur 28 comprend une paroi 29 de déviation du flux d’eau entrant dans le moyen 7, ce qui permet à la fois de réduire la vitesse du flux d’eau F entrant et d’orienter le flux F en un flux F’ pour éviter qu’il pénètre profondément dans le réservoir 2. Résultats de simulationThe deflector 28 comprises a wall 29 for deflecting the flow of water entering the means 7, which makes it possible at the same time to reduce the speed of the incoming water flow F and to direct the flow F into a flow F 'for prevent it from penetrating deeply into the tank 2. Simulation results
Les résultats des figures 8a et 8b illustrent une répartition thermique dans le réservoir 2 au bout de 60s d’une charge du réservoir 2 en eau froide, la virole 20 étant munie respectivement de 12 trous et 24 trous.The results of FIGS. 8a and 8b illustrate a thermal distribution in the tank 2 after 60s of a charge of the tank 2 in cold water, the shell 20 being provided with 12 holes and 24 holes, respectively.
Le débit d’eau est de 96 L/min (1,6*10_3m3/s).The water flow rate is 96 L / min (1.6 * 10_3m3 / s).
Comme visible sur la figure 8a, l’eau la plus froide s’écoule le long du fond 5 et sur des bords 30 latéraux du réservoir 2.As shown in FIG. 8a, the coldest water flows along the bottom 5 and on the lateral edges of the tank 2.
Du fait de la présence des trous 21 sur la paroi latérale de la virole 20, aucun jet d’eau froide n’est émis longitudinalement le long de l’axe Z.Due to the presence of the holes 21 on the side wall of the shell 20, no jet of cold water is emitted longitudinally along the Z axis.
Comme il ressort clairement de la figure 8a, la stratification du ballon n’est pas modifiée par l’arrivée d’eau froide, puisque l’eau froide se dirige uniquement dans la partie basse du réservoir 2.As is clear from Figure 8a, the stratification of the balloon is not changed by the cold water inlet, since the cold water is directed only in the lower part of the tank 2.
Comme visible sur la figure 8b, on constate que la stratification n’est pas perturbée par la charge d’eau froide.As can be seen in FIG. 8b, it can be seen that the stratification is not disturbed by the cold water load.
Du fait que la virole comporte deux fois plus de trous que pour le mode de réalisation de la figure 8a, la stratification est encore meilleure, le mélange eau chaude eau froide étant encore plus faible qu’à la figure 8a.Because the shell has twice as many holes as for the embodiment of Figure 8a, the lamination is even better, the cold water hot water mixture being even lower than in Figure 8a.
Ainsi, il ressort clairement de la comparaison des figures 8a et 8b que, selon la configuration du moyen 7, 8, en particulier selon la disposition, l’aire et le nombre de trous, le dispositif de stockage 1 s’adapte à l’utilisation que l’on souhaite en faire.Thus, it is clear from the comparison of FIGS. 8a and 8b that, according to the configuration of the means 7, 8, in particular according to the arrangement, the area and the number of holes, the storage device 1 adapts to the use that one wishes to make.
En d’autres termes, le dispositif de stockage 1 est modulable en fonction de l’utilisation souhaitée.In other words, the storage device 1 is adjustable according to the desired use.
Les résultats de la figure 9 illustrent une répartition thermique dans le réservoir 2 au bout de 60 s de charge, la virole étant munie de 24 trous.The results of Figure 9 illustrate a thermal distribution in the tank 2 after 60 s load, the ferrule being provided with 24 holes.
Le débit d’eau est de 45 L/min (0,75*10-3m3/s).The water flow is 45 L / min (0.75 * 10-3m3 / s).
Comme visible sur la figure 9, pour un débit de 45 L/min (0,75*10_3m3/s), la virole à 24 trous assure une meilleure répartition de l’eau chaude et froide.As shown in Figure 9, for a flow rate of 45 L / min (0.75 * 10_3m3 / s), the ferrule with 24 holes ensures a better distribution of hot and cold water.
Toutefois, pour un débit inférieur, par exemple de l’ordre de 10 L/mn (0,16*l0-3m3/s), la virole à 24 trous et la virole à 12 trous peuvent conduire à un même volume d’eau chaude, selon le temps de chauffe défini. Résultats expérimentauxHowever, for a lower flow rate, for example of the order of 10 L / min (0.16 * 10-3m3 / s), the 24-hole ferrule and the 12-hole ferrule may lead to the same volume of water. hot, depending on the set heating time. Experimental results
La figure 10 illustre une courbe 81 d’évolution temporelle d’une température idéale en fond du réservoir 2.FIG. 10 illustrates a curve 81 of time evolution of an ideal temperature at the bottom of the tank 2.
La figure 10 illustre également une courbe 82 d’évolution temporelle d’une température réelle en fond du réservoir 2 de l’art antérieur, sans moyen de réduction et d’orientation.FIG. 10 also illustrates a curve 82 of time evolution of a real temperature at the bottom of tank 2 of the prior art, without means of reduction and orientation.
La figure 10 illustre également une courbe 83 d’évolution temporelle d’une température réelle en fond du réservoir 2 du dispositif de stockage de la figure 1.FIG. 10 also illustrates a curve 83 of temporal evolution of a real temperature at the bottom of the tank 2 of the storage device of FIG. 1.
Comme visible sur la figure 10, la courbe idéale 81 est une température constante à 10°C à partir de 18h. A partir de 18h, la courbe 83 est presque constante, à une température moyenne de l’ordre de 14°C. A partir de 18h, la courbe 82 décrit plus de changements, pour une température moyenne supérieure à 20°C.As shown in Figure 10, the ideal curve 81 is a constant temperature at 10 ° C from 18h. From 18h, the curve 83 is almost constant, at an average temperature of the order of 14 ° C. From 18h, the curve 82 describes more changes, for an average temperature above 20 ° C.
Ainsi, la courbe 83 se rapproche nettement plus de la courbe idéale 81 que la courbe 82.Thus, curve 83 is much closer to ideal curve 81 than curve 82.
La figure 11 illustre une courbe 91 d’évolution temporelle d’une température idéale à mi-hauteur du réservoir 2.FIG. 11 illustrates a curve 91 of time evolution of an ideal temperature at mid-height of the tank 2.
La figure 11 illustre également une courbe 92 d’évolution temporelle d’une température réelle à mi-hauteur du réservoir 2 de l’art antérieur, sans moyen de réduction et d’orientation.FIG. 11 also illustrates a curve 92 of temporal evolution of a real temperature at half height of the reservoir 2 of the prior art, without means of reduction and orientation.
La figure 11 illustre également une courbe 93 d’évolution temporelle d’une température réelle à mi-hauteur du réservoir 2 du dispositif de stockage de la figure 1.FIG. 11 also illustrates a curve 93 of temporal evolution of a real temperature at half height of the tank 2 of the storage device of FIG. 1.
Comme visible sur la figure 11, la courbe idéale 91 est une température constante à 10°C entre 19h et 6h, suivie de deux charges d’eau à 65°C entre 7h et 8h puis entre 8h et 8h30.As shown in Figure 11, the ideal curve 91 is a constant temperature at 10 ° C between 19h and 6h, followed by two charges of water at 65 ° C between 7am and 8am and between 8am and 8:30.
Comme il ressort clairement de l’évolution temporelle, la courbe 93 se rapproche nettement plus de la courbe idéale 91 que la courbe 92.As it is clear from the temporal evolution, the curve 93 is closer to the ideal curve 91 than the curve 92.
Installation collectiveCollective installation
Comme visible sur la figure 12, le dispositif de stockage 1 équipe une installation d’eau chaude collective 100. L’installation 100 alimente en eau chaude une pluralité de locaux, tels que des appartements.As can be seen in FIG. 12, the storage device 1 equips a collective hot water installation 100. The installation 100 supplies hot water with a plurality of premises, such as apartments.
Comme visible sur la figure 12, l’installation 100 comprend une branche 101 d’alimentation en eau chaude sanitaire de chaque local 104 et une branche 102 de retour de l’eau chaude sanitaire depuis chaque local 104 vers le réservoir 2, dite branche de retour.As can be seen in FIG. 12, the installation 100 comprises a branch 101 for supplying domestic hot water to each room 104 and a branch 102 for returning the domestic hot water from each room 104 to the tank 2, referred to as the "hot water" branch. return.
Variante de réalisationRealization variant
Comme visible sur la figure 13, le dispositif de stockage 1 comprend avantageusement une canne de stratification 120.As can be seen in FIG. 13, the storage device 1 advantageously comprises a lamination rod 120.
La canne de stratification 120 est coaxiale de la virole 20 du moyen 7 disposé au fond 5 du réservoir 2.The laminating rod 120 is coaxial with the ferrule 20 of the means 7 disposed at the bottom 5 of the tank 2.
La canne 120 est vissée sur le piquage 121 qui traverse le moyen de réduction et d’orientation de vitesse.The rod 120 is screwed onto the stitch 121 which passes through the reduction means and speed orientation.
Avantageusement, la canne de stratification 120 s’étend longitudinalement le long de l’axe Z du réservoir 2. L’eau de la branche de retour s’écoule dans la canne de stratification 120.Advantageously, the lamination rod 120 extends longitudinally along the axis Z of the tank 2. The water of the return branch flows into the lamination rod 120.
La canne de stratification 120 comprend une pluralité de trous 122 disposés les uns au-dessus des autres.The laminating rod 120 comprises a plurality of holes 122 arranged one above the other.
Chaque trou est muni d’un clapet obturateur du trou.Each hole is provided with a shutter valve of the hole.
La canne de stratification 120 est configurée de sorte à permettre l’ouverture d’un seul trou à la fois.The laminating rod 120 is configured to allow opening of only one hole at a time.
Du fait que la canne 120 s’étend longitudinalement dans le réservoir 2, les trous 121 sont disposés dans les couches thermiques successives.Because the rod 120 extends longitudinally in the reservoir 2, the holes 121 are arranged in the successive thermal layers.
Le trou ouvert 121 est celui immergé dans la couche d’eau du réservoir 2 dont la température s’approche le plus de la température de l’eau de la branche de retour.The open hole 121 is the one immersed in the water layer of the tank 2 whose temperature is closest to the temperature of the water of the return branch.
Cette variante permet d’optimiser encore plus la stratification dans le réservoir 2 vis-à-vis du retour de boucle.This variant makes it possible to further optimize the stratification in the tank 2 with respect to the return of the loop.
Procédé de fabrication L’invention a également pour objet un procédé de fabrication du dispositif de stockage 1 comprenant une étape de traitement de surface du réservoir de stockage 2 et une étape de traitement de surface du moyen de réduction et d’orientation de vitesse, 7, 8, cette étape étant indépendante de l’étape de traitement de surface du réservoir de stockage.The invention also relates to a method of manufacturing the storage device 1 comprising a surface treatment step of the storage tank 2 and a surface treatment step of the speed reduction and orientation means, 7 , 8, this step being independent of the surface treatment step of the storage tank.
Le traitement de surface est avantageusement un revêtement contre la corrosion et/ou un revêtement pour rendre compatible le dispositif 1 avec des liquides alimentaires ou sanitaires.The surface treatment is advantageously a coating against corrosion and / or a coating to make the device 1 compatible with food or sanitary liquids.
Par exemple, le revêtement de surface du réservoir 2 peut être un émail, tandis que le matériau des moyens 7, 8, peut-être de l’inox.For example, the surface coating of the tank 2 may be an enamel, while the material of the means 7, 8 may be stainless steel.
Le procédé de fabrication du dispositif de stockage 1 est donc simple, puisque plusieurs étapes distinctes permettent un traitement adapté du réservoir d’une part et des moyens 7, 8, d’autre part.The manufacturing method of the storage device 1 is simple, since several distinct stages allow a suitable treatment of the tank on the one hand and means 7, 8, on the other hand.
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