FR3066011A1 - Chauffe-eau thermodynamique - Google Patents

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Abstract

L'invention a pour objet un chauffe-eau thermodynamique pour une installation de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un local, tel qu'un logement, le chauffe-eau thermodynamique comprenant un conduit de sortie de condensats muni d'un siphon, ledit siphon comprenant un élément de détection d'un niveau de dépression d'air dans le conduit de sortie.

Description

CHAUFFE -EAU THERMODYNAMIQUE L’invention concerne un chauffe-eau thermodynamique, notamment pour un logement.
Un tel chauffe-eau thermodynamique comprend généralement un compresseur relié à un condenseur lui-même relié à un détendeur, lui-même relié à un évaporateur, qui est relié au compresseur, formant ainsi une boucle thermodynamique.
Dans cette boucle thermodynamique, circule un fluide de travail qui est mis en mouvement et comprimé dans le compresseur, puis subit une condensation dans le condenseur avant d’être détendu dans le détendeur et enfin subit une évaporation dans l’évaporateur en prélevant les calories à l’air le traversant. Cet air est prélevé dans une source froide grâce à un ventilateur dont la fonction est d’assurer un débit d’air en vainquant les pertes de charges du circuit aéraulique et de l’évaporateur. L’évaporateur et le condenseur sont des échangeurs de chaleur, dans chacun desquels le fluide de travail échange partiellement son énergie thermique avec un autre fluide.
Un chauffe-eau thermodynamique est, de façon connue, chauffé par le condenseur, par l’intermédiaire par exemple d’un serpentin disposé autour d’une citerne de réserve d’eau destinée à alimenter en eau chaude le logement équipé du chauffe-eau. L’évaporateur est par exemple disposé au-dessus ou au-dessous de la citerne, de sorte que le fluide de travail échange son énergie thermique avec l’air. L’évaporation du fluide frigorigène requiert une quantité d’énergie prélevée à l’air, l’air traverse l’évaporateur et entre alors en contact avec la surface de l’évaporateur.
La surface de l’évaporateur est à une température plus basse, ce qui induit en général la condensation de l’humidité de l’air sur ladite surface, générant ainsi des condensats.
Le chauffe-eau est avantageusement muni d’un conduit de sortie de condensats, notamment pour permettre l’évacuation vers les égouts.
Un inconvénient est la diversité des respects des règles de l’art pour la réalisation du circuit aéraulique et le respect des pertes de charges maximales de ce circuit aéraulique. En effet, au-delà d’une perte de charge, le ventilateur ne peut pas de garantir les débits nécessaires au bon fonctionnement thermodynamique du système (dégradant ses performances ou, à l’extrême, induisant l’activation des organes de sécurité de la pompe à chaleur). Et, du fait du fonctionnement de la boucle, la pression d’air dans les conduits est susceptible de varier, ce qui peut provoquer l’éjection des condensats hors du conduit de sortie, et générer des fuites par ruissellements. Par ailleurs, une trop grande perte de charge du réseau aéraulique induit une forte dépression dans la pompe à chaleur (PAC), néfaste à une bonne évacuation des condensats.
En effet, une dépression trop forte a pour premier effet d’arracher les condensats à l’évaporateur et comme deuxième effet de faire stagner l’eau dans le bac à condensats (du fait de son aspiration), ce qui induit que des gouttelettes soient arrachées.
Le but de la présente invention est de remédier au moins partiellement à ces inconvénients. A cet effet, l’invention a pour objet un chauffe-eau thermodynamique comprenant un conduit de sortie de condensats muni d’un siphon, ledit siphon comprenant un élément de détection d’un niveau de dépression d’air dans le conduit de sortie.
Le chauffe-eau selon l’invention, grâce au siphon et ses différents repères, permet d’évaluer la perte de charge du réseau aéraulique et de donner à l’installateur un élément de diagnostic qui permet le bon fonctionnement de l’installation et de l’évacuation des condensats. L’élément de détection d’un niveau de dépression d’air permet de vérifier le bon fonctionnement de l’installation et d’éviter qu’un niveau de dépression supérieur à un niveau limite de sécurité ne soit atteint.
De plus, le siphon permet d’éviter toute remontée d’odeur du circuit des égouts qui réceptionne les condensats.
Selon une autre caractéristique de l’invention, l’élément de détection de niveau de dépression comprend un marquage visuel d’au moins un seuil de sécurité de dépression d’air.
Par exemple, le seuil de sécurité est de 140Pa.
Selon une autre caractéristique de l’invention l’élément de détection de niveau de dépression comprend une pluralité de graduations, chaque graduation correspondant à un niveau respectif de dépression d’air. 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 : - les figures 1 et 2 illustrent un siphon d’un chauffe-eau thermodynamique selon un premier mode de réalisation de la présente invention, le chauffe-eau étant respectivement à l’arrêt et en fonctionnement ; - les figures 3 et 4 illustrent un siphon d’un chauffe-eau thermodynamique selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention, le chauffe-eau étant respectivement à l’arrêt et en fonctionnement ; et - la figure 5 illustre un chauffe-eau muni du siphon des figures 1 et 2.
Les figures 1 à 4 illustrent un siphon 1 d’un chauffe-eau thermodynamique 2.
Le chauffe-eau thermodynamique fait avantageusement partie d’une installation 100 par exemple de chauffage, ventilation, pour un local, tel qu’un logement. L’installation 100 comprend un ventilateur, non illustré, de mise en mouvement de l’air.
Le chauffe-eau thermodynamique comprend un compresseur relié à un condenseur lui-même relié à un détendeur, lui-même relié à un évaporateur, qui est relié au compresseur, ce qui forme une boucle thermodynamique.
Dans cette boucle thermodynamique, circule un fluide de travail qui est mis en mouvement et comprimé dans le compresseur, puis subit une condensation dans le condenseur avant d’être détendu dans le détendeur et enfin subit une évaporation dans l’évaporateur.
Le fluide de travail est par exemple de l’eau glycolée.
Le chauffe-eau comprend un réservoir d’eau destinée à alimenter en eau chaude le logement. L’eau du réservoir est chauffée par le condenseur, par l’intermédiaire par exemple d’un échangeur de chaleur avantageusement sous forme d’un serpentin disposé autour du réservoir d’eau.
Comme visible sur les figures 1 à 4, le siphon 1 équipe un conduit de sortie 3 de condensats 4.
Les condensats sont issus de la condensation de l’humidité de l’air sur l’évaporateur.
Le siphon 1 comprend une première branche rectiligne 5 et une deuxième branche rectiligne 6 reliées l’une à l’autre par une branche courbée 7 formant fond du siphon 1, de sorte que le siphon 1 présente une forme générale de U.
Comme visible sur la figure 5, la branche rectiligne 5 est connectée à un socle 20 du chauffe-eau 2.
Quand le chauffe-eau est installé, les branches rectilignes 5 et 6 sont verticales.
Comme visible sur les figures 1 à 4, les condensats 4 sont disposés dans le fond 7, et occupe également partiellement les branches rectilignes 5 et 6.
Comme il ressort également des figures, le siphon 1 comprend un élément 8 de détection d’un niveau de dépression d’air dans l’installation 100.
Sur le premier mode illustré aux figures 1 et 2, l’élément de détection de niveau de dépression 8 comprend un marquage visuel 9 d’au moins un seuil de sécurité de dépression dans l’installation.
Le seuil de sécurité est le niveau de dépression maximal en fonctionnement normal de l’installation.
Il est par exemple de l’ordre de 140Pa.
Au-delà de ce seuil, la dépression est telle que de l’air peut être extrait par le conduit de sortie 3 et créer localement des éjections des condensats, faisant apparaître des fuites par ruissellement sur une face interne d’une enveloppe 21 de l’installation 100.
Comme visible sur les figures 1 et 2, l’élément de détection 8 comprend une bande 10 comportant une première partie 11 et une deuxième partie 12.
La première partie 11 correspond à un intervalle de niveaux de dépression acceptables, c’est-à-dire inférieurs ou égaux au seuil de sécurité.
La deuxième partie 12 correspond à des niveaux de dépression au-dessus du seuil de sécurité.
Le marquage visuel 9 est l’interface entre la première partie de bande 11 et la deuxième partie de bande 12.
La bande 10 s’étend verticalement le long de la branche verticale 5 du siphon 1.
Avantageusement, la première partie 11 présente une couleur distincte d’une couleur de la deuxième partie 12, afin d’augmenter le contraste visuel et d’alerter plus efficacement en cas de dépassement du seuil de sécurité.
Comme illustré sur les figures 3 et 4, l’élément de détection 8 comprend une barrette d’une pluralité de graduations 14.
Chaque graduation 14 correspond à un niveau respectif de dépression d’air dans le siphon 1.
Selon ce mode de réalisation, le niveau de dépression est quantifié, ce qui permet de connaître précisément un état de fonctionnement de l’installation.
Comme déjà indiqué, l’invention a également pour objet l’installation 100 comprenant le chauffe-eau thermodynamique 2.
Le fonctionnement de l’installation va maintenant être détaillé en référence aux figures 1 à 4.
Quand l’installation est à l’arrêt, il n’y a pas de dépression dans le siphon 1.
Dans ce cas, comme illustré sur les figures 1 et 3, le niveau de condensats dans la branche rectiligne 5 est égal au niveau de condensats dans la branche rectiligne 6.
Sur la figure 1, le niveau nul de dépression 15 apparaît dans la première partie 11 de la bande 10.
Sur la figure 3, le niveau nul de dépression 15 est indiqué par la graduation associée.
Quand l’installation fonctionne, l’air est aspiré dans l’installation, et une dépression est générée dans le siphon 1.
Dans ce cas, comme illustré sur les figures 2 et 4, le niveau de condensats dans la branche rectiligne 5 augmente (par rapport au niveau à l’arrêt) tandis que le niveau de condensats dans la branche rectiligne 6 diminue (par rapport au niveau à l’arrêt).
Sur la figure 2, le niveau de dépression 16 est situé plus haut dans la première partie 11 de la bande 10, en dessous du marquage 9.
Sur la figure 4, le niveau de dépression 16 est indiqué par la graduation associée.
Il s’agit par exemple d’une dépression de 50Pa.
De préférence, lors de l’installation initiale, l’installateur procède à l’amorçage du siphon en le remplissant d’eau (au niveau référencé 15).
Lors d’une visite de maintenance, le siphon, une fois le chauffe-eau thermodynamique arrêté, présente le même niveau d’eau que lors de l’installation initiale (niveau 15). A la mise en route du ventilateur ou de l’ensemble de l’installation, une dépression sera générée par le ventilateur et le niveau d’eau dans le siphon évolue jusqu’au niveau 16.
Ainsi, le chauffe-eau thermodynamique selon la présente invention permet d’éviter toute éjection des condensats tout en s’assurant du bon fonctionnement de l’installation qu’il équipe.
Les graduations et/ou la bande colorée sont un outil de diagnostic et permettent de lire le niveau de la perte de charge dans l’installation.
La présente invention a été illustrée selon deux modes de réalisation qui sont bien entendu combinables entre eux dans la mesure où leurs caractéristiques ne sont pas incompatibles les unes avec les autres.
Par exemple, on peut tout à fait prévoir un siphon avec barrette de graduations et bande colorée.

Claims (4)

  1. REVENDICATIONS
    1. Chauffe-eau thermodynamique (2) comprenant un conduit de sortie (3) de condensais (4) muni d’un siphon (1), ledit siphon (1) comprenant un élément (8) de détection d’un niveau de dépression d’air dans le conduit de sortie.
  2. 2. Chauffe-eau thermodynamique selon la revendication 1, dans lequel l’élément de détection de niveau de dépression (8) comprend un marquage visuel (9) d’au moins un seuil de sécurité de dépression d’air.
  3. 3. Chauffe-eau thermodynamique selon la revendication 2, dans lequel le seuil de sécurité est de 140Pa.
  4. 4. Chauffe-eau thermodynamique selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel l’élément de détection de niveau de dépression (8) comprend une pluralité de graduations (14), chaque graduation correspondant à un niveau respectif de dépression d’air.
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Citations (4)

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DE202005019783U1 (de) * 2005-12-19 2007-01-04 Lixfeld, Dirk Sondersiphon in Hygieneausführung für Klimageräte
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