WO2013137705A1 - Water heater having an unpressurised tank with a thermosyphon exchanger - Google Patents

Water heater having an unpressurised tank with a thermosyphon exchanger Download PDF

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WO2013137705A1
WO2013137705A1 PCT/MA2012/000023 MA2012000023W WO2013137705A1 WO 2013137705 A1 WO2013137705 A1 WO 2013137705A1 MA 2012000023 W MA2012000023 W MA 2012000023W WO 2013137705 A1 WO2013137705 A1 WO 2013137705A1
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container
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liquid
tank
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PCT/MA2012/000023
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Essaid Raoui
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Essaid Raoui
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    • F24H1/201—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes using electric energy supply
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    • F24D17/0031—Domestic hot-water supply systems with conventional heating means with accumulation of the heated water
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    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies

Definitions

  • the present invention relates to a water heater for domestic use, allowing the production of hot water under pressure in an exchanger from a heated hot liquid and stored in a tank at atmospheric pressure.
  • this water heater is adapted for heating domestic hot water of a dwelling.
  • the invention relates to the field of heating a fluid under pressure from a storage of heat in a liquid at atmospheric pressure.
  • Pressure electric water heaters are known, equipped with a reservoir containing water under pressure, the reservoir is generally constituted by a double wall forming a cylinder, a thermal insulator is inserted in the space between the two walls of the tank, the inner wall of the tank is made of stainless steel or enamelled steel, this inner wall has a thickness greater than 1.2mm to withstand the maximum pressure of the hot water network which can reach 7bar, the water heater is equipped with an immersion heater type electrical resistance placed inside the tank or a steatite type electrical resistance placed in a thimble formed by the inner wall of said tank.
  • the glove should be located generally in the lower part of the tank.
  • Pressurized solar water heaters equipped with a reservoir containing pressurized water are also known, the reservoir generally consists of a double wall generally forming a cylinder.
  • a thermal insulator is inserted in the space between the two walls of the tank, the inner wall is of a thickness greater than 1.2mm in stainless steel or steel covered with an enameling, this inner wall is of a thickness greater than 1.2mm to support the maximum pressure of domestic hot water network that can reach 7bar, the water heater is also equipped with:
  • a vacuum tube solar collector double-walled glass tubes thermally insulated by a vacuum in the annular space between the two walls
  • the inner face of the inner wall is covered with a thin absorbing metallic layer of solar radiation.
  • a heat pipe type heat exchanger tube Inside each vacuum tube is placed a heat pipe type heat exchanger tube whose upper end is thermally in contact with the water of the tank, the heat absorbed by the tubes is transferred to the water of the tank by heat pipe phenomenon.
  • a flat thermal solar collector generally consisting of a copper tube (exchanger tube) fixed on a metal plate covered with a metal layer (selective absorbent).
  • these water heaters have the disadvantage of a high cost, related to the thickness of the inner wall of the tank, case of stainless steel inner wall, and or a limited life (about 10 years) for the case of the enamelled steel tank, the additional cost is also linked to the addition of heat pipe heat exchangers for the case of the vacuum tube solar water heater, or related to the cost of the exchanger tube and the heat exchanger.
  • pressureless solar water heaters comprising a tank containing water at atmospheric pressure, the tank consists of a double wall generally forming a cylinder, a thermal insulator is inserted in the space between the two walls of the tank, the inner wall is usually stainless steel with a thickness of about 0.5mm, the water heater also includes a vacuum tube solar collector (insulated double wall glass tube
  • the tubes are placed generally under the tank and connected directly to the tank.
  • the water in the tank is heated directly in the glass tubes and circulates between the tank and the vacuum tubes by thermosiphon phenomenon.
  • these water heaters are placed on the roof of the house or on the terrace of the building, the water tank feeds the domestic hot water network is
  • an electric suppressor generally of a power between 100 w and
  • the suppressor is usually placed at the outlet of the tank, which has the disadvantage of a high cost, related to the cost of the suppressor and or the disadvantage of a pressure in the remaining low network ⁇ 2bar
  • the water heater comprises a tank containing water at atmospheric pressure, the tank consists of a double wall forming a cylinder, a thermal insulator is inserted in the space between the two walls of the tank, the inner wall is generally made of stainless steel and about 0.5mm thick, the water heater also includes a vacuum tube solar collector (double-walled glass tube thermally insulated by a vacuum in the directory space between the two walls) whose inner side of the inner wall is covered with a selective absorbent.
  • a vacuum tube solar collector double-walled glass tube thermally insulated by a vacuum in the directory space between the two walls
  • the tubes are placed generally under the tank and connected directly to the tank.
  • the water in the tank is heated directly in the glass tubes and circulates between the tank and the vacuum tubes by thermosiphon phenomenon.
  • a metal (heat exchanger) tube generally of copper generally longer than 30m and with a diameter greater than or equal to 12mm, is placed in the form of a coil inside the tank and allows the instantaneous production of water hot sanitary pressurized by the passage of the network water inside the exchanger tube placed in the tank.
  • these water heaters have the disadvantage of a high cost, related to the addition of a metal heat exchanger (stainless steel or copper tube with a diameter greater than 12 mm and a length greater than 12 mm). 30m).
  • Thermodynamic water heaters are also known comprising a reservoir containing water under pressure, the reservoir is generally constituted by a double wall forming a cylinder, a thermal insulator is inserted in the space between the two walls of the reservoir, the internal wall is greater than 1.2mm thick in stainless steel or steel covered with enamelling, the thermodynamic water heater also includes a refrigerant circuit generally consisting of a compressor, a finned tube evaporator, an element of relaxation and a condenser which is generally made by an aluminum tube placed around the inner wall of the tank, a fan is used to transmit the heat of the air to the evaporator.
  • a refrigerant circuit generally consisting of a compressor, a finned tube evaporator, an element of relaxation and a condenser which is generally made by an aluminum tube placed around the inner wall of the tank, a fan is used to transmit the heat of the air to the evaporator.
  • the present invention aims to solve the aforementioned drawbacks and to provide a reliable water heater (lifetime greater than 20 years) to produce hot water under pressure and reduce the cost of obtaining the water heater .
  • this water heater is adapted for heating domestic hot water of a dwelling.
  • this water heater can be a domestic water heater, or used for heating any fluid under pressure from a heat storage in a low pressure liquid.
  • the present invention is directed to a water heater comprising a tank consisting of a double wall. In the space between the two walls of the tank is inserted an insulator preferably an expanded polyurethane foam.
  • the reservoir contains a hot liquid at a relative pressure of less than 1 bar, the reservoir liquid is heated by a heat source (electrical resistance, and or solar thermal collector and or a heat pump and or a fuel boiler).
  • the inner wall of the water heater is preferably made of stainless steel with a thickness of less than 0.6 mm and or synthetic material with a thickness of less than 5 mm,
  • Said water heater also comprises at least one exchanger in which, on the one hand (primary circuit) circulates said liquid of said tank by thermosiphon phenomenon and secondly (secondary circuit) circulates the water of the installation hot water under pressure.
  • the water network through the said exchanger is heated by maintaining the pressure of the water network habitat.
  • the water heater according to the invention allows the production of domestic hot water at the pressure of the network. Maintaining this pressure avoids a loss of water flow at the water points of the hot water installation of the habitat.
  • the heat exchanger consists of a container in which are placed (from bottom to top) one or more tubes in parallel, each tube is implemented in helical form.
  • said container is placed above said reservoir
  • the heat exchanger is a countercurrent exchanger and that:
  • the liquid of said reservoir circulating in the exchanger is sucked in the upper part of said reservoir to a height greater than 2/3 of the internal height of said reservoir (H1) and then introduced into the upper part of said container. a height greater than half the internal height (H2) of said container and, On the other hand the liquid of said reservoir at the outlet of said exchanger is sucked in the lower part of said container to a height less than half the height (H2) internal said container and then discharged in the lower part of said tank, to a height less than 1/3 of the internal height called reservoir (H1),
  • the internal height of the reservoir (H1) is defined as the height between the lowest point of the liquid in said reservoir and the highest point of the liquid in said reservoir.
  • the internal height of the container (H2) is defined as the height between the lowest point of the liquid in said container and the highest point of the liquid in said container.
  • the flow rate of said liquid from said tank in said heat exchanger is regulated to ensure a sufficient temperature of domestic hot water output of said heat exchanger and also to ensure a temperature of said liquid of said reservoir at the outlet of said heat exchanger at a minimum, thus using a maximum of heat stored in the liquid of said reservoir,
  • the flow rate of said liquid can be regulated according to the temperature of said liquid output of said heat exchanger and as a function of the domestic hot water temperature output of said heat exchanger.
  • said water heater may be equipped with a control valve placed on the circuit of said liquid of said tank, said control valve can be controlled according to the temperature of said liquid said reservoir at the outlet of said exchanger or in function of the temperature of said liquid at a point of the part of the circuit of said liquid of said reservoir downstream of the exchanger.
  • the said control valve may be a valve actuated by thermo-activator immersed in the said liquid in the part of the circuit of the said liquid downstream of the exchanger.
  • said tank and or said container is connected to the water network via a valve, and the initial filling of said tank is provided by the opening of said valve; additional filling can also be performed in case of lowering of the level of said liquid in said reservoir related to leaks or evaporation.
  • the water heater may also be equipped with a level sensor of said liquid of said tank. The said valve can be controlled in opening by the engagement of said level detector.
  • the water heater may consist of a standard non-pressure water heater tank equipped with at least two orifices,
  • Figure 1 is a schematic representation according to a first application of the invention: application to an electric water heater.
  • Figure 2 is a schematic representation of a section of the exchanger 5 according to a first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic representation in accordance with a second application of the invention: application to a planar solar water heater.
  • FIG. 4 is a schematic representation in accordance with a third application of the invention: application to a solar water heater with vacuum tubes.
  • FIG. 5 is a schematic representation according to a fourth application of the invention: application to a thermodynamic water heater according to a first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic representation in accordance with a fourth application of the invention: application to a thermodynamic water heater according to a second embodiment.
  • This water heater may be a domestic water heater, or used for heating any fluid under pressure from heat storage in a low pressure liquid.
  • a vertical water heater has been illustrated.
  • the present invention applies to any type of water heater and in particular horizontal water heater.
  • This water heater (1) comprises a reservoir (2) containing a hot liquid (21) at a relative pressure of less than 1 bar, and a heat source (3) for heating said liquid (21) of said reservoir (2). ), said water heater (1) comprises at least one exchanger (5) placed at a height greater than 2/3 of the internal height (H1) of said reservoir (2), in said exchanger (5)
  • Said tank (2) consists of at least one inner wall (22) in contact with said liquid (21) and an outer wall (23), between the wall (21) and the wall (22) is placed a thermal insulator (24), the so-called internal wall (22) is preferably made of synthetic material or stainless steel with a thickness of less than 0.6 mm
  • the said exchanger (5) consists of a tube (51) in which the said fluid (71) circulates, and the said tube (51) is placed in a container (52) in which the said liquid (21) circulates.
  • a circuit (4) consisting of:
  • a first duct (41) connected on the one hand to said container at the top (at least above half the internal height (H2) of said container (52) and on the other hand to said reservoir (2) in the upper part (at a minimum height of 2/3 of the internal height (H1) of said tank (2) and,
  • a second conduit (42) connected on the one hand to said container at the bottom (at least less than half the height (H2) of said container (52)) and on the other hand to said reservoir (2) in the lower part (at a maximum height of 2/3 of the internal height (H1) of said tank (2),
  • the internal height of the tank (H1) is defined as the height between the lowest point of the liquid in the said tank (2) and the highest point of the liquid in the said tank (2).
  • the internal height of the container (H2) is defined as the height between the lowest point of the liquid (21) in the said container (51) and the highest point of the liquid in the said container (51).
  • the said exchanger (5) consists of the said container (52) in which are placed one or more tubes (52) in parallel, and each tube is implemented in helical form vertically from bottom to top, the tubes (51) are connected at the input to a first collector and at the output to a second collector.
  • a water heater equipped with a heat exchanger for the production of instantaneous hot water and a flat solar collector will then be described with reference to FIG.
  • Said tank (2) is connected to a solar thermal collector (10) consisting of an absorbent surface (101) of the solar radiation, said absorbing surface (101) is in contact with a tube (102) in which flows the liquid (21) by thermosiphon.
  • the said exchanger (5) consists of at least one tube (51) in which the said fluid (71) circulates, and the said at least one tube (51) is placed in a container (52) in which the said liquid (21) using a circuit (4), constituted
  • a first duct (41) connected on the one hand to said container in the upper part (at least above half of the internal height (H2) in said container (52) and on the other hand to said tank (2) in the upper part at a minimum height of 2/3 of the internal height (H1) of said tank (2) and,
  • a second conduit (42) connected on the one hand to said container at the bottom (at least less than half the height (H2) of said container (52)) and on the other hand to said reservoir (2) in the lower part (at a maximum height of 2/3 of the internal height (H1) of said tank (2),
  • the internal height of the tank (H1) is defined as the height between the lowest point of the liquid in the said tank (2) and the highest point of the liquid in the said tank (2).
  • the internal height of the container (H2) is defined as the height between the lowest point of the liquid (21) in the said container (51) and the highest point of the liquid in the said container (51).
  • Said circuit (4) of said liquid (21) is equipped with a control valve (43) controlled as a function of the temperature of a probe (428) placed at a point of the conduit (42)
  • control valve is completely closed when the temperature of the probe (428) exceeds a predetermined threshold (Tmax) for example 30 ° C, this control valve is controlled in opening when the temperature indicated by the said probe (428) is below a predetermined threshold (Tmini) for the example (Tmini) is equal to 25 ° C.
  • the threshold (Tmini) and (Tmax) can also be calculated according to other characteristics of the operation of said water heater
  • Said regulating valve (43) can also be realized by a valve controlled by a mechanical thermo-activator (44) placed at a point in said conduit (42)
  • Said tank (2) is equipped with a vent consisting of a duct (29) connected on the one hand to said tank (2) to a height greater than 2/3 of the internal height (Hl) of said tank (2) and secondly to the atmosphere at a height greater than the height (H2) of said container
  • Said container (51) is equipped with a vent consisting of a duct (59) connected on the one hand to said container (51) to a height greater than 2/3 of the height (H2) of the said container and on the other hand to the atmosphere at a height greater than the height (H1) of said container
  • the conduit (29) is equipped with a valve (329) controlled according to the level of said liquid (21)
  • the conduit (59) is equipped with a valve (359) controlled according to the level of said liquid (21)
  • valve (329) and (359) are closed when the level of said liquid is above a threshold
  • valves When the level of said liquid (21) is below a predetermined threshold, the valves are open, and allow a flow of ambient air in said container and in said reservoir (2)
  • Air is admitted through said duct (59) and hot spring through the duct (29)
  • the temperature is limited in particular in said container, which avoids damaging the container and the exchanger, which are preferably made of synthetic material
  • a water heater equipped with a heat exchanger for the production of instantaneous hot water and, respectively, a vacuum tube sensor is then described with reference to FIG.
  • Said tank (2) is connected to a solar thermal collector (10), said solar thermal collector (10) comprises at least 1 vacuum glass tube (103), said tube (103) consists of at least a double glass wall (104), the space between the two glass walls is closed and emptied, the inner layer of the inner wall (105) of said tube (103) is covered with a layer of radiation absorbent solar.
  • Said tube (103) is placed at a level below the level of said reservoir (2) and connected directly to said reservoir (2), the circulation of said liquid (21) between said reservoir (2) and said tube (103) under vacuum is provided by thermosiphon.
  • a water heater equipped with a heat exchanger for producing instantaneous hot water and a heat pump according to a first embodiment will be described next with reference to FIG.
  • the water heater is equipped with a heat pump (30) consisting of at least one compressor (301), a condenser (302), an expansion element (303) and an evaporator (304).
  • a heat pump consisting of at least one compressor (301), a condenser (302), an expansion element (303) and an evaporator (304).
  • the said evaporator is cooled by ambient air using a fan (305)
  • Said condenser (302) is preferably made of a metal tube placed at the bottom of said reservoir (2) preferably covered with a protective polymer material.
  • a water heater equipped with a heat exchanger for the production of instantaneous hot water and a heat pump according to a second embodiment will be described next with reference to FIG.
  • the water heater is equipped with a heat pump (30) consisting of at least one compressor (301), a condenser (302), an expansion element (303) and an evaporator (304).
  • a heat pump consisting of at least one compressor (301), a condenser (302), an expansion element (303) and an evaporator (304).
  • the said evaporator is cooled by ambient air using a fan (305)
  • the said condenser (302) is a coaxial or plate heat exchanger.
  • a circuit (40) comprising at least one the secondary circuit (401) of said condenser (302) made of metallic material and or polymer, a conduit (402) connecting said reservoir (2) to the inlet of said secondary circuit (401). ), a conduit (403) connecting said reservoir (2) to the outlet of said secondary circuit (401),
  • a circulator (404) is placed at a point in the circuit (40).

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Abstract

The invention relates to a water heater (1) including: a tank (2) containing a hot liquid (21) at a relative pressure of less than 1 bar; a heat source (3) for heating said liquid (21) of said tank (2); and at least one exchanger (5) arranged at the top of said tank (2), in which the liquid of said tank (2) circulates by means of the thermosyphon phenomenon using a circuit (4), and in which a pressurised fluid (71) to be heated also circulates.

Description

Titre de l'invention :  Title of the invention:
Chauffe-eau réservoir sans pression avec échangeur thermosiphon  Non-pressure tank water heater with thermosiphon heat exchanger
Art antérieur :  Prior art:
La présente invention concerne un chauffe-eau à usage domestique, permettant la production d'eau chaude sanitaire sous pression dans un échangeur à partir d'un liquide chaud chauffé et stocké dans un réservoir à la pression atmosphérique.  The present invention relates to a water heater for domestic use, allowing the production of hot water under pressure in an exchanger from a heated hot liquid and stored in a tank at atmospheric pressure.
Dans une application particulièrement pratique de l'invention, ce chauffe-eau est adapté pour le chauffage de l'eau chaude sanitaire d'une habitation.  In a particularly practical application of the invention, this water heater is adapted for heating domestic hot water of a dwelling.
De manière générale, l'invention concerne le domaine de chauffage d'un fluide sous pression à partir d'un stockage de la chaleur dans un liquide à la pression atmosphérique  In general, the invention relates to the field of heating a fluid under pressure from a storage of heat in a liquid at atmospheric pressure.
On connaît des chauffe-eau électrique à pression, équipés d'un réservoir contenant de l'eau sous pression, le réservoir est constitué généralement d'une double parois formant un cylindre, un isolant thermique est inséré dans l'espace entre les deux parois du réservoir, la paroi interne du réservoir est en acier inoxydable ou en acier recouvert d'un émaillage, cette paroi interne est d'une épaisseur supérieure à 1.2mm pour supporter la pression maximale du réseau d'eau chaude sanitaire qui peut atteindre 7bar, le chauffe-eau est équipé d'une résistance électrique de type thermoplongeur placé à l'intérieur du réservoir ou d'une résistance électrique type stéatite placée dans un doigt de gant formé par la paroi interne du dit réservoir. Le doit de gant est situé généralement en partie inférieure du réservoir.  Pressure electric water heaters are known, equipped with a reservoir containing water under pressure, the reservoir is generally constituted by a double wall forming a cylinder, a thermal insulator is inserted in the space between the two walls of the tank, the inner wall of the tank is made of stainless steel or enamelled steel, this inner wall has a thickness greater than 1.2mm to withstand the maximum pressure of the hot water network which can reach 7bar, the water heater is equipped with an immersion heater type electrical resistance placed inside the tank or a steatite type electrical resistance placed in a thimble formed by the inner wall of said tank. The glove should be located generally in the lower part of the tank.
Cependant, ces chauffe-eau présentent l'inconvénient d'un prix de revient élevé lié à l'épaisseur de la paroi interne du réservoir, cas d'une paroi interne en acier inoxydable, et ou d'une durée de vie limitée, cas du réservoir en acier emmaillé, du fait d'une oxydation prématurée de la paroi interne du réservoir. However, these water heaters have the disadvantage of a high cost related to the thickness of the inner wall of the tank, case of a stainless steel inner wall, and or a limited life, case of the enamelled steel tank, due to premature oxidation of the inner wall of the tank.
On connaît également des chauffe-eau solaire à pression équipé d'un réservoir contenant de l'eau sous pression, le réservoir est constitué généralement d'une double paroi formant généralement un cylindre. Un isolant thermique est inséré dans l'espace entre les deux parois du réservoir, la paroi interne est d'une épaisseur supérieur à 1.2mm en acier inoxydable ou en acier recouvert d'un émaillage, cette paroi interne est d'une épaisseur supérieure à 1.2mm pour supporter la pression maximale du réseau d'eau chaude sanitaire qui peut atteindre 7bar, le chauffe-eau est également équipé soit : Pressurized solar water heaters equipped with a reservoir containing pressurized water are also known, the reservoir generally consists of a double wall generally forming a cylinder. A thermal insulator is inserted in the space between the two walls of the tank, the inner wall is of a thickness greater than 1.2mm in stainless steel or steel covered with an enameling, this inner wall is of a thickness greater than 1.2mm to support the maximum pressure of domestic hot water network that can reach 7bar, the water heater is also equipped with:
• D'un capteur solaire à tubes sous vide (tubes en verre à double paroi isolé thermiquement par un vide dans l'espace annuaire entre les deux parois), la face interne de la paroi interne est recouverte d'une couche fine métallique absorbante du rayonnement solaire. A l'intérieur de chaque tube sous vide est placé un tube échangeur type caloduc en cuivre (heat pipe) dont l'extrémité supérieure est thermiquement en contact avec l'eau du réservoir, la chaleur absorbée par les tubes est transférée à l'eau du réservoir par phénomène de caloduc. • ou d'un capteur solaire thermique plan constitué généralement d'un tube en cuivre (tube échangeur) fixé sur une plaque métallique recouverte d'une couche métallique (absorbant sélectif). • From a vacuum tube solar collector (double-walled glass tubes thermally insulated by a vacuum in the annular space between the two walls), the inner face of the inner wall is covered with a thin absorbing metallic layer of solar radiation. Inside each vacuum tube is placed a heat pipe type heat exchanger tube whose upper end is thermally in contact with the water of the tank, the heat absorbed by the tubes is transferred to the water of the tank by heat pipe phenomenon. • or a flat thermal solar collector generally consisting of a copper tube (exchanger tube) fixed on a metal plate covered with a metal layer (selective absorbent).
Cependant, ces chauffe-eau présentent l'inconvénient d'un prix de revient élevé, lié à l'épaisseur de la paroi interne du réservoir, cas de paroi interne en acier inoxydable, et ou d'une durée de vie limitée (environ 10 ans) pour le cas du réservoir en acier emmaillé, le surcoût est également lié à l'ajout des échangeurs caloduc « heat pipe » pour le cas du chauffe-eau solaire à tubes sous vide, ou lié au coût du tube échangeur et de la plaque absorbante dans le cas du chauffe-eau avec capteur plan.  However, these water heaters have the disadvantage of a high cost, related to the thickness of the inner wall of the tank, case of stainless steel inner wall, and or a limited life (about 10 years) for the case of the enamelled steel tank, the additional cost is also linked to the addition of heat pipe heat exchangers for the case of the vacuum tube solar water heater, or related to the cost of the exchanger tube and the heat exchanger. Absorbent plate in the case of water heater with flat sensor.
On connaît également des chauffe-eau solaire sans pression comprenant un réservoir contenant de l'eau à la pression atmosphérique, le réservoir est constitué d'une double paroi formant généralement un cylindre, un isolant thermique est inséré dans l'espace entre les deux parois du réservoir, la paroi interne est généralement en acier inoxydable d'une épaisseur d'environ 0.5mm, le chauffe-eau comprend également un capteur solaire à tube sous vide (tube en verre à double paroi isolé  Also known are pressureless solar water heaters comprising a tank containing water at atmospheric pressure, the tank consists of a double wall generally forming a cylinder, a thermal insulator is inserted in the space between the two walls of the tank, the inner wall is usually stainless steel with a thickness of about 0.5mm, the water heater also includes a vacuum tube solar collector (insulated double wall glass tube
thermiquement par un vide dans l'espace annuaire entre les deux parois) dont la face interne de la paroi interne du tube sous vide est recouverte d'une couche d'absorbant sélectif. thermally by a vacuum in the directory space between the two walls) whose inner face of the inner wall of the vacuum tube is covered with a layer of selective absorbent.
Les tubes sont placés généralement sous le réservoir et connectées directement au réservoir, L'eau du réservoir est chauffée directement dans les tubes en verre, et circule entre le réservoir et les tubes sous vide par phénomène de thermosiphon. Généralement ces chauffe-eau sont placés sur le toit de l'habitat ou sur la terrasse de l'immeuble, l'eau du réservoir alimente le réseau d'eau chaude sanitaire soit  The tubes are placed generally under the tank and connected directly to the tank. The water in the tank is heated directly in the glass tubes and circulates between the tank and the vacuum tubes by thermosiphon phenomenon. Generally these water heaters are placed on the roof of the house or on the terrace of the building, the water tank feeds the domestic hot water network is
• par gravité, ce qui présente l'inconvénient d'une faible pression et ou d'un faible débit dans l'installation d'eau chaude sanitaire : pression relative en sortie du chauffe-eau < 0.5bar. • by gravity, which has the disadvantage of a low pressure and / or a low flow rate in the domestic hot water system: relative pressure at the outlet of the water heater <0.5bar.
• ou par l'ajout d'un suppresseur électrique, généralement d'une puissance entre 100 w et • or by the addition of an electric suppressor, generally of a power between 100 w and
1000W, le suppresseur est généralement placé en sortie du réservoir, ce qui présente l'inconvénient d'un prix de revient élevé, lié au coût du suppresseur et ou l'inconvénient d'une pression dans le réseau restante faible <2bar  1000W, the suppressor is usually placed at the outlet of the tank, which has the disadvantage of a high cost, related to the cost of the suppressor and or the disadvantage of a pressure in the remaining low network <2bar
On connaît également des chauffe-eau solaire sans pression équipé d'un échangeur de préchauffage. Le chauffe-eau comprend un réservoir contenant de l'eau à la pression atmosphérique, le réservoir est constitué d'une double paroi formant un cylindre, un isolant thermique est inséré dans l'espace entre les deux parois du réservoir, la paroi interne est généralement en acier inoxydable et d'une épaisseur environ 0.5mm, le chauffe-eau comprend également un capteur solaire à tube sous vide (tube en verre à double paroi isolé thermiquement par un vide dans l'espace annuaire entre les deux parois) dont la face interne de la paroi interne est recouverte d'un absorbant sélectif.  Also known non-pressure solar water heater equipped with a preheating exchanger. The water heater comprises a tank containing water at atmospheric pressure, the tank consists of a double wall forming a cylinder, a thermal insulator is inserted in the space between the two walls of the tank, the inner wall is generally made of stainless steel and about 0.5mm thick, the water heater also includes a vacuum tube solar collector (double-walled glass tube thermally insulated by a vacuum in the directory space between the two walls) whose inner side of the inner wall is covered with a selective absorbent.
Les tubes sont placés généralement sous le réservoir et connectées directement au réservoir, L'eau du réservoir est chauffée directement dans les tubes en verre, et circule entre le réservoir et les tubes sous vide par phénomène de thermosiphon.  The tubes are placed generally under the tank and connected directly to the tank. The water in the tank is heated directly in the glass tubes and circulates between the tank and the vacuum tubes by thermosiphon phenomenon.
Un tube (échangeur de chaleur) métallique généralement en cuivre d'une longueur généralement supérieure à 30m et d'un diamètre supérieur ou égale à 12mm, est placé sous forme de serpentin à l'intérieur du réservoir et permet la production instantanée d'eau chaude sanitaire sous pression par le passage de l'eau du réseau à l'intérieur du tube échangeur placé dans le réservoir. Cependant, ces chauffe-eau présentent l'inconvénient d'un prix de revient élevé, lié à l'ajout d'un échangeur métallique (tube en acier inox ou en cuivre d'un diamètre supérieur à 12mm et d'une longueur supérieur à 30m). A metal (heat exchanger) tube generally of copper generally longer than 30m and with a diameter greater than or equal to 12mm, is placed in the form of a coil inside the tank and allows the instantaneous production of water hot sanitary pressurized by the passage of the network water inside the exchanger tube placed in the tank. However, these water heaters have the disadvantage of a high cost, related to the addition of a metal heat exchanger (stainless steel or copper tube with a diameter greater than 12 mm and a length greater than 12 mm). 30m).
Ces chauffe-eau présentent également l'inconvénient d'un entartrage à l'intérieur et à l'extérieur du tube échangeur, ce qui induit la baisse des performances dans le temps voir une panne lié au bouchage du tube par le calcaire, la non accessibilité à cet échangeur rend la réparation pratiquement impossible. These water heaters also have the disadvantage of scaling inside and outside the exchanger tube, which induces the drop in performance over time see a failure related to blockage of the tube by the limestone, no accessibility to this exchanger makes repair almost impossible.
On connaît également des chauffe-eau thermodynamique comprenant un réservoir contenant de l'eau sous pression, le réservoir est constitué généralement d'une double parois formant un cylindre, un isolant thermique est inséré dans l'espace entre les deux parois du réservoir, la paroi interne est d'une épaisseur supérieure à 1.2mm en acier inoxydable ou en acier recouvert d'un émaillage, le chauffe-eau thermodynamique comprend également un circuit frigorifique constitué généralement d'un compresseur, un évaporateur à tubes ailettes, un élément de détente et d'un condenseur qui est généralement réalisé par un tube en aluminium placé autour de la paroi interne du réservoir, un ventilateur permet de transmettre la chaleur de l'air à l'évaporateur. Thermodynamic water heaters are also known comprising a reservoir containing water under pressure, the reservoir is generally constituted by a double wall forming a cylinder, a thermal insulator is inserted in the space between the two walls of the reservoir, the internal wall is greater than 1.2mm thick in stainless steel or steel covered with enamelling, the thermodynamic water heater also includes a refrigerant circuit generally consisting of a compressor, a finned tube evaporator, an element of relaxation and a condenser which is generally made by an aluminum tube placed around the inner wall of the tank, a fan is used to transmit the heat of the air to the evaporator.
Cependant, ces chauffe-eau présentent l'inconvénient d'un prix de revient élevé, lié à l'épaisseur de la paroi interne du réservoir cas de paroi interne en acier inoxydable, et ou d'une durée de vie limitée (environ lOans) cas de paroi interne du réservoir en acier emmaillé. However, these water heaters have the disadvantage of a high cost, related to the thickness of the inner wall of the tank case of stainless steel inner wall, and or a limited life (about 10 years) case of internal wall of the tank in enamelled steel.
Descriptif de l'invention : Description of the invention
La présente invention a pour but de résoudre les inconvénients précités et de proposer un chauffe-eau fiable (durée de vie supérieure à 20 ans) permettant de produire de l'eau chaude sous pression et de réduire le coût d'obtention du chauffe-eau.  The present invention aims to solve the aforementioned drawbacks and to provide a reliable water heater (lifetime greater than 20 years) to produce hot water under pressure and reduce the cost of obtaining the water heater .
Dans une application particulièrement pratique de l'invention, ce chauffe-eau est adapté pour le chauffage de l'eau chaude sanitaire d'une habitation.  In a particularly practical application of the invention, this water heater is adapted for heating domestic hot water of a dwelling.
De manière générale, Ce chauffe-eau peut être un chauffe-eau domestique, ou utilisé pour le chauffage de tout fluide sous pression à partir d'un stockage de la chaleur dans un liquide à faible pression.  In general, this water heater can be a domestic water heater, or used for heating any fluid under pressure from a heat storage in a low pressure liquid.
A cet égard, la présente invention vise un chauffe-eau comprenant un réservoir constitué d'une double paroi. Dans l'espace entre les deux parois du réservoir est inséré un isolant de préférence une mousse polyuréthanne expansée. Le réservoir contient un liquide chaud à une pression relative inférieure à 1 bar, le liquide du réservoir est chauffé par une source de chaleur (résistance électrique, et ou capteur solaire thermique et ou une pompe à chaleur et ou une chaudière à combustible). La paroi interne du chauffe-eau est réalisée de préférence en acier inoxydable d'une épaisseur inférieure à 0.6mm et ou en matière synthétique d'une épaisseur inférieure à 5mm,  In this regard, the present invention is directed to a water heater comprising a tank consisting of a double wall. In the space between the two walls of the tank is inserted an insulator preferably an expanded polyurethane foam. The reservoir contains a hot liquid at a relative pressure of less than 1 bar, the reservoir liquid is heated by a heat source (electrical resistance, and or solar thermal collector and or a heat pump and or a fuel boiler). The inner wall of the water heater is preferably made of stainless steel with a thickness of less than 0.6 mm and or synthetic material with a thickness of less than 5 mm,
Ainsi le prix de revient d'un tel réservoir reste faible.  Thus the cost price of such a reservoir remains low.
Le dit chauffe-eau comprend également au moins un échangeur dans lequel, d'une part (circuit primaire) circule le dit liquide du dit réservoir par phénomène de thermosiphon et d'autre part (circuit secondaire) circule l'eau de l'installation d'eau chaude sanitaire sous pression. L'eau du réseau en traversant le dit échangeur est chauffée en conservant la pression du réseau d'eau de l'habitat.  Said water heater also comprises at least one exchanger in which, on the one hand (primary circuit) circulates said liquid of said tank by thermosiphon phenomenon and secondly (secondary circuit) circulates the water of the installation hot water under pressure. The water network through the said exchanger is heated by maintaining the pressure of the water network habitat.
Ainsi le chauffe-eau conforme à l'invention permet la production d'eau chaude sanitaire à la pression du réseau. Le maintien de cette pression permet d'évité une perte du débit d'eau au niveau des points d'eau de l'installation d'eau chaude de l'habitat.  Thus the water heater according to the invention allows the production of domestic hot water at the pressure of the network. Maintaining this pressure avoids a loss of water flow at the water points of the hot water installation of the habitat.
Selon une caractéristique préférée de l'invention, l'échangeur de chaleur est constitué d'un récipient dans lequel sont placés (du bas vers le haut) un ou plusieurs tubes en parallèles, chaque tube est mis en œuvre sous forme hélicoïdale.  According to a preferred feature of the invention, the heat exchanger consists of a container in which are placed (from bottom to top) one or more tubes in parallel, each tube is implemented in helical form.
A l'intérieur du ou des tubes circule l'eau sous pression du réseau du bas vers le haut, et à l'extérieur du ou des tubes (à l'intérieur du récipient) circule en contre-courant par thermosiphon du haut vers le bas le liquide chaud du dit réservoir.  Inside the tube or tubes circulates the pressurized water from the network from the bottom to the top, and outside the tube or tubes (inside the container) circulates in countercurrent by thermosiphon from top to bottom. down the hot liquid of said tank.
Selon une autre caractéristique préférée de l'invention, le dit récipient est placé au-dessus dit réservoir According to another preferred feature of the invention, said container is placed above said reservoir
Selon une caractéristique préférée de l'invention, l'échangeur de chaleur est un échangeur à contre- courant et que : According to a preferred characteristic of the invention, the heat exchanger is a countercurrent exchanger and that:
D'une part le liquide du dit réservoir circulant dans l'échangeur est aspirée en partie haute du dit réservoir à une hauteur supérieure à 2/3 de la hauteur interne du dit réservoir (Hl) et ensuite introduit en partie haute du dit récipient à une hauteur supérieure à la moitié de la hauteur (H2) interne du dit récipient et, D'autre part le liquide du dit réservoir en sortie du dit échangeur est aspiré en partie basse du dit récipient à une hauteur inférieure à la moitié de la hauteur (H2) interne du dit récipient et ensuite refoulé en partie basse du dit réservoir, à une hauteur inférieur à 1/3 de la hauteur interne dit réservoir (Hl), On the one hand, the liquid of said reservoir circulating in the exchanger is sucked in the upper part of said reservoir to a height greater than 2/3 of the internal height of said reservoir (H1) and then introduced into the upper part of said container. a height greater than half the internal height (H2) of said container and, On the other hand the liquid of said reservoir at the outlet of said exchanger is sucked in the lower part of said container to a height less than half the height (H2) internal said container and then discharged in the lower part of said tank, to a height less than 1/3 of the internal height called reservoir (H1),
La hauteur interne du réservoir (Hl) est définie comme la hauteur entre le point le plus bas du liquide dans le dit réservoir et le point le plus haut du liquide dans le dit réservoir.  The internal height of the reservoir (H1) is defined as the height between the lowest point of the liquid in said reservoir and the highest point of the liquid in said reservoir.
La hauteur interne du récipient (H2) est définie comme la hauteur entre le point le plus bas du liquide dans le dit récipient et le point le plus haut du liquide dans le dit récipient.  The internal height of the container (H2) is defined as the height between the lowest point of the liquid in said container and the highest point of the liquid in said container.
De cette manière on conserve une stratification de température dans le dit réservoir, avec en partie haute le liquide chaud, et en partie basse le liquide froid, on conserve ainsi une température constante du liquide du dit réservoir en entrée du dit échangeur, Ainsi on assure une production d'eau chaude sanitaire à une température relativement constante jusqu'au refroidissement total du liquide du dit réservoir, ce qui permet une utilisation maximale de la chaleur emmagasinée dans le liquide du dit réservoir  In this way, a stratification of temperature is maintained in the said reservoir, with the hot liquid at the top and the cold liquid at the bottom, thus maintaining a constant temperature of the liquid of the said reservoir at the inlet of the said exchanger. a production of sanitary hot water at a relatively constant temperature until total liquid cooling of said tank, which allows maximum use of the heat stored in the liquid of said tank
Selon une autre caractéristique préférée de l'invention, et afin d'améliorer encore les performances du dit chauffe-eau, le débit du dit liquide du dit réservoir dans le dit échangeur est régulé pour assurer une température suffisante d'eau chaude sanitaire en sortie du dit échangeur et également d'assurer une température du dit liquide du dit réservoir en sortie du dit échangeur au minimum, ainsi on utilise un maximum de chaleur emmagasinée dans le liquide du dit réservoir,  According to another preferred feature of the invention, and in order to further improve the performance of said water heater, the flow rate of said liquid from said tank in said heat exchanger is regulated to ensure a sufficient temperature of domestic hot water output of said heat exchanger and also to ensure a temperature of said liquid of said reservoir at the outlet of said heat exchanger at a minimum, thus using a maximum of heat stored in the liquid of said reservoir,
Ainsi cette régulation permet d'adapter le débit du dit liquide à la variation:  Thus, this regulation makes it possible to adapt the flow rate of said liquid to the variation:
• du débit dans le dit circuit sous pression,  • the flow rate in the said circuit under pressure,
• de la hauteur manométrique qui dépend de la proportion du liquide chaud en haut par rapport au liquide froid en partie basse dans le dit réservoir,  The manometric height which depends on the proportion of the hot liquid at the top relative to the cold liquid at the bottom in said reservoir,
• de la température du dit circuit sous pression à l'entrée du dit échangeur  The temperature of said circuit under pressure at the inlet of said exchanger
• de la température du dit liquide du dit réservoir en entrée du dit échangeur.  Of the temperature of said liquid of said reservoir at the inlet of said exchanger.
Le débit du dit liquide peut être donc régulé en fonction de la température du dit liquide en sortie du dit échangeur et en fonction de la température d'eau chaude sanitaire en sortie du dit échangeur.  The flow rate of said liquid can be regulated according to the temperature of said liquid output of said heat exchanger and as a function of the domestic hot water temperature output of said heat exchanger.
Selon un des modes de réalisation, le dit chauffe-eau peut être équipé d'une vanne de régulation placé sur le circuit du dit liquide du dit réservoir, la dite vanne de régulation peut être commandée en fonction de la température du dit liquide du dit réservoir en sortie du dit échangeur ou en en fonction de la température du dit liquide en un point de la partie du circuit du dit liquide du dit réservoir en aval de l'échangeur.  According to one embodiment, said water heater may be equipped with a control valve placed on the circuit of said liquid of said tank, said control valve can be controlled according to the temperature of said liquid said reservoir at the outlet of said exchanger or in function of the temperature of said liquid at a point of the part of the circuit of said liquid of said reservoir downstream of the exchanger.
La dite vanne de régulation peut être un clapet actionné par thermo-activateur plongé dans le dit liquide dans la partie du circuit du dit liquide en aval de l'échangeur.  The said control valve may be a valve actuated by thermo-activator immersed in the said liquid in the part of the circuit of the said liquid downstream of the exchanger.
Selon une autre caractéristique préférée de l'invention le dit réservoir et ou le dit récipient est relié au réseau d'eau via une vanne, ainsi le remplissage initial du dit réservoir est assuré par l'ouverture de la dite vanne ; un complément de remplissage peut être également effectué en cas de baisse du niveau du dit liquide dans le dit réservoir lié à des fuites ou à l'évaporation. Le chauffe-eau peut être également équipé d'un détecteur de niveau du dit liquide du dit réservoir. La dite vanne peut être commandé en ouverture par l'enclenchement du dit détecteur de niveau. According to another preferred feature of the invention said tank and or said container is connected to the water network via a valve, and the initial filling of said tank is provided by the opening of said valve; additional filling can also be performed in case of lowering of the level of said liquid in said reservoir related to leaks or evaporation. The water heater may also be equipped with a level sensor of said liquid of said tank. The said valve can be controlled in opening by the engagement of said level detector.
Selon une autre caractéristique de l'invention le chauffe-eau peut être constitué d'un réservoir de chauffe-eau standard sans pression équipé d'au moins de deux orifices,  According to another characteristic of the invention, the water heater may consist of a standard non-pressure water heater tank equipped with at least two orifices,
D'autre particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs :  Other features and advantages of the invention will become apparent in the description below. In the accompanying drawings, given as non-limiting examples:
La figure 1 est une représentation schématique conforme à une première application de l'invention : application sur un chauffe-eau électrique.  Figure 1 is a schematic representation according to a first application of the invention: application to an electric water heater.
La figure 2 est une représentation schématique d'une section de l'échangeur 5 conforme à un premier mode de réalisation.  Figure 2 is a schematic representation of a section of the exchanger 5 according to a first embodiment.
La figure 3 est une représentation schématique conforme à une deuxième application de l'invention : application sur un chauffe-eau solaire plan.  FIG. 3 is a schematic representation in accordance with a second application of the invention: application to a planar solar water heater.
La figure 4 est une représentation schématique conforme à une troisième application de l'invention : application sur un chauffe-eau solaire à tubes sous vide.  FIG. 4 is a schematic representation in accordance with a third application of the invention: application to a solar water heater with vacuum tubes.
La figure 5 est une représentation schématique conforme à une quatrième application de l'invention : application sur un chauffe-eau thermodynamique selon un premier mode de réalisation.  FIG. 5 is a schematic representation according to a fourth application of the invention: application to a thermodynamic water heater according to a first embodiment.
La figure 6 est une représentation schématique conforme à une quatrième application de l'invention : application sur un chauffe-eau thermodynamique selon un deuxième mode de réalisation.  FIG. 6 is a schematic representation in accordance with a fourth application of the invention: application to a thermodynamic water heater according to a second embodiment.
On va décrire tout d'abord en référence à la figure 1 un chauffe-eau équipé d'un échangeur de chaleur pour la production d'eau chaude instantané. We will first describe with reference to Figure 1 a water heater equipped with a heat exchanger for the production of instant hot water.
Ce chauffe-eau peut être un chauffe-eau domestique, ou utilisé pour le chauffage de tout fluide sous pression à partir d'un stockage de la chaleur dans un liquide à faible pression.  This water heater may be a domestic water heater, or used for heating any fluid under pressure from heat storage in a low pressure liquid.
On a illustré sur ce mode de réalisation un chauffe-eau vertical. Bien entendu, la présente invention s'applique à tout type de chauffe-eau et notamment chauffe-eau horizontal.  In this embodiment, a vertical water heater has been illustrated. Of course, the present invention applies to any type of water heater and in particular horizontal water heater.
Ce chauffe-eau (1) comprenant un réservoir (2) contenant un liquide chaud (21) à une pression relative inférieure à 1 bar, et une source de chaleur (3) pour chauffer le dit liquide (21) du dit réservoir (2), le dit chauffe-eau (1) comprend au moins un échangeur (5) placé à une hauteur supérieure à 2/3 de la hauteur interne (Hl) du dit réservoir (2), dans le dit échangeur (5)  This water heater (1) comprises a reservoir (2) containing a hot liquid (21) at a relative pressure of less than 1 bar, and a heat source (3) for heating said liquid (21) of said reservoir (2). ), said water heater (1) comprises at least one exchanger (5) placed at a height greater than 2/3 of the internal height (H1) of said reservoir (2), in said exchanger (5)
• d'une part, dans le circuit primaire (51) circule le dit liquide (21) par thermosiphon et• on the one hand, in the primary circuit (51) circulates said liquid (21) by thermosiphon and
• d'autre part, dans le circuit secondaire (52) circule un fluide (71) d'un circuit (7) sous une On the other hand, in the secondary circuit (52) circulates a fluid (71) of a circuit (7) under a
pression relative supérieure à 1 bar, de l'eau chaude sanitaire pour l'exemple  relative pressure above 1 bar, domestic hot water for example
Le dit réservoir (2) est constitué d'au moins une paroi interne (22) en contact avec le dit liquide (21) et d'une paroi externe (23), entre la paroi (21) et la paroi (22) est placé un isolant thermique (24), la dite paroi interne (22) est réalisée de préférence en matière synthétique ou en acier inoxydable d'une épaisseur inférieure à 0.6mm Said tank (2) consists of at least one inner wall (22) in contact with said liquid (21) and an outer wall (23), between the wall (21) and the wall (22) is placed a thermal insulator (24), the so-called internal wall (22) is preferably made of synthetic material or stainless steel with a thickness of less than 0.6 mm
Le dit échangeur (5) est constitué d'un tube (51) dans lequel circule le dit fluide (71), et le dit tube (51) est placé dans un récipient (52) dans lequel circule le dit liquide (21) à l'aide d'un circuit (4) constitué :  The said exchanger (5) consists of a tube (51) in which the said fluid (71) circulates, and the said tube (51) is placed in a container (52) in which the said liquid (21) circulates. using a circuit (4) consisting of:
• d'un premier conduit (41) connecté d'une part au dit récipient en partie haute (au moins au- dessus de la moitié de la hauteur interne (H2) du dit récipient (52) et d'autre part au dit réservoir (2) en partie haute (à une hauteur minimum de 2/3 de la hauteur interne (Hl) du dit réservoir (2) et, A first duct (41) connected on the one hand to said container at the top (at least above half the internal height (H2) of said container (52) and on the other hand to said reservoir (2) in the upper part (at a minimum height of 2/3 of the internal height (H1) of said tank (2) and,
• d'un deuxième conduit (42) connecté d'une part au dit récipient en partie basse (au moins en- dessous de la moitié de la hauteur (H2) du dit récipient (52)) et d'autre part au dit réservoir (2) en partie basse (à une hauteur maximale de 2/3 de la hauteur interne (Hl) du dit réservoir (2),  A second conduit (42) connected on the one hand to said container at the bottom (at least less than half the height (H2) of said container (52)) and on the other hand to said reservoir (2) in the lower part (at a maximum height of 2/3 of the internal height (H1) of said tank (2),
La hauteur interne du réservoir (Hl) est définie comme la hauteur entre le point le plus bas du liquide dans le dit réservoir (2) et le point le plus haut du liquide dans le dit réservoir (2). The internal height of the tank (H1) is defined as the height between the lowest point of the liquid in the said tank (2) and the highest point of the liquid in the said tank (2).
La hauteur interne du récipient (H2) est définie comme la hauteur entre le point le plus bas du liquide (21) dans le dit récipient (51) et le point le plus haut du liquide dans le dit récipient (51).  The internal height of the container (H2) is defined as the height between the lowest point of the liquid (21) in the said container (51) and the highest point of the liquid in the said container (51).
On va décrire en référence à la figure 2 une représentation schématique d'une section de l'échangeur (5) conforme à un premier mode de réalisation. A schematic representation of a section of the exchanger (5) according to a first embodiment will be described with reference to FIG.
Le dit échangeur (5) est constitué du dit récipient (52) dans lequel sont placés un ou plusieurs tubes (52) en parallèles, et chaque tube est mis en œuvre sous forme hélicoïdale verticalement du bas vers le haut, les tubes (51) sont connecté en entrée à un premier collecteur et en sortie à un deuxième collecteur .  The said exchanger (5) consists of the said container (52) in which are placed one or more tubes (52) in parallel, and each tube is implemented in helical form vertically from bottom to top, the tubes (51) are connected at the input to a first collector and at the output to a second collector.
On va décrire ensuite en référence à la figure 3 un chauffe-eau équipé d'un échangeur de chaleur pour la production d'eau chaude instantané et d'un capteur solaire plan A water heater equipped with a heat exchanger for the production of instantaneous hot water and a flat solar collector will then be described with reference to FIG.
Le dit réservoir (2) est relié à un capteur solaire thermique (10) constitué d'une surface absorbante (101) du rayonnement solaire, la dite surface absorbante (101) est en contact avec un tube (102) dans le quel circule le liquide (21) par thermosiphon.  Said tank (2) is connected to a solar thermal collector (10) consisting of an absorbent surface (101) of the solar radiation, said absorbing surface (101) is in contact with a tube (102) in which flows the liquid (21) by thermosiphon.
Le dit échangeur (5) est constitué d'au moins un tube (51) dans lequel circule le dit fluide (71), et que le dit au moins un tube (51) est placé dans un récipient (52) dans lequel circule le dit liquide (21) à l'aide d'un circuit (4), constitué  The said exchanger (5) consists of at least one tube (51) in which the said fluid (71) circulates, and the said at least one tube (51) is placed in a container (52) in which the said liquid (21) using a circuit (4), constituted
• d'un premier conduit (41) connecté d'une part au dit récipient en partie haute (au moins au- dessus de la moitié de la hauteur interne (H2) dans le dit récipient (52) et d'autre part au dit réservoir (2) en partie haute à une hauteur minimum de 2/3 de la hauteur interne (Hl) du dit réservoir (2) et, • d'un deuxième conduit (42) connecté d'une part au dit récipient en partie basse (au moins en- dessous de la moitié de la hauteur (H2) du dit récipient (52)) et d'autre part au dit réservoir (2) en partie basse (à une hauteur maximale de 2/3 de la hauteur interne (Hl) du dit réservoir (2),A first duct (41) connected on the one hand to said container in the upper part (at least above half of the internal height (H2) in said container (52) and on the other hand to said tank (2) in the upper part at a minimum height of 2/3 of the internal height (H1) of said tank (2) and, A second conduit (42) connected on the one hand to said container at the bottom (at least less than half the height (H2) of said container (52)) and on the other hand to said reservoir (2) in the lower part (at a maximum height of 2/3 of the internal height (H1) of said tank (2),
La hauteur interne du réservoir (Hl) est définie comme la hauteur entre le point le plus bas du liquide dans le dit réservoir (2) et le point le plus haut du liquide dans le dit réservoir (2). The internal height of the tank (H1) is defined as the height between the lowest point of the liquid in the said tank (2) and the highest point of the liquid in the said tank (2).
La hauteur interne du récipient (H2) est définie comme la hauteur entre le point le plus bas du liquide (21) dans le dit récipient (51) et le point le plus haut du liquide dans le dit récipient (51).  The internal height of the container (H2) is defined as the height between the lowest point of the liquid (21) in the said container (51) and the highest point of the liquid in the said container (51).
Le dit circuit (4) du dit liquide (21) est équipé d'une vanne de régulation (43) commandé en fonction de la température d'une sonde (428) placé en un point du conduit (42)  Said circuit (4) of said liquid (21) is equipped with a control valve (43) controlled as a function of the temperature of a probe (428) placed at a point of the conduit (42)
Pour l'exemple la vanne de régulation est complètement fermée lorsque la température de la sonde (428) dépasse un seuil prédéterminé (Tmax) pour l'exemple 30°C, cette vanne de régulation est commandé en ouverture lorsque la température indiqué par la dite sonde (428) est inférieure à un seuil prédéterminé (Tmini) pour l'exemple (Tmini) est égale à 25°C  For the example the control valve is completely closed when the temperature of the probe (428) exceeds a predetermined threshold (Tmax) for example 30 ° C, this control valve is controlled in opening when the temperature indicated by the said probe (428) is below a predetermined threshold (Tmini) for the example (Tmini) is equal to 25 ° C.
Le seuil (Tmini) et (Tmax) peuvent être également calculés en fonction d'autres caractéristiques du fonctionnement du dit chauffe-eau  The threshold (Tmini) and (Tmax) can also be calculated according to other characteristics of the operation of said water heater
La dite vanne de régulation (43) peut être également réalisée par une vanne commandée par un thermo-activateur mécanique (44) placé en un point dans le dit conduit (42)  Said regulating valve (43) can also be realized by a valve controlled by a mechanical thermo-activator (44) placed at a point in said conduit (42)
Le dit réservoir (2) est équipé d'une mise à l'air constitué d'un conduit (29) connecté d'une part au dit réservoir(2) à une hauteur supérieure à 2/3 de la hauteur interne (Hl) du dit réservoir (2) et d'autre part à l'atmosphère à une hauteur supérieure à la hauteur (H2) du dit récipient  Said tank (2) is equipped with a vent consisting of a duct (29) connected on the one hand to said tank (2) to a height greater than 2/3 of the internal height (Hl) of said tank (2) and secondly to the atmosphere at a height greater than the height (H2) of said container
Le dit récipient (51) est équipé d'une mise à l'air constitué d'un conduit (59) connecté d'une part au dit récipient (51) à une hauteur supérieure à 2/3 de la hauteur (H2) du dit récipient et d'autre part à l'atmosphère à une hauteur supérieure à la hauteur (Hl) du dit récipient  Said container (51) is equipped with a vent consisting of a duct (59) connected on the one hand to said container (51) to a height greater than 2/3 of the height (H2) of the said container and on the other hand to the atmosphere at a height greater than the height (H1) of said container
Le conduit (29) est équipé d'un clapet (329) commandé en fonction du niveau du dit liquide (21) The conduit (29) is equipped with a valve (329) controlled according to the level of said liquid (21)
Le conduit (59) est équipé d'un clapet (359) commandé en fonction du niveau du dit liquide (21)The conduit (59) is equipped with a valve (359) controlled according to the level of said liquid (21)
Le clapet (329) et (359) sont fermés lorsque le niveau du dit liquide est supérieur à un seuil The valve (329) and (359) are closed when the level of said liquid is above a threshold
prédéterminé et permettent par conséquent de limiter la fuite de vapeur lors d'un fonctionnement normale du dit chauffe-eau, predetermined and therefore allow to limit the leakage of steam during normal operation of said water heater,
Lorsque le niveau du dit liquide (21) est en dessous d'un seuil prédéterminé, les clapets sont ouverts, et permettent une circulation d'air ambiant dans le dit récipient et dans le dit réservoir (2)  When the level of said liquid (21) is below a predetermined threshold, the valves are open, and allow a flow of ambient air in said container and in said reservoir (2)
L'air est admis par le dit conduit (59) et ressort chaud par le conduit (29)  Air is admitted through said duct (59) and hot spring through the duct (29)
Ainsi on limite la température notamment dans le dit récipient, ce qui permet d'éviter d'endommager le récipient et l'échangeur, qui sont réalisé de préférence en matière synthétique On va décrire ensuite en référence à la figure 4 un chauffe-eau équipé d'un échangeur de chaleur pour la production d'eau chaude instantané et respectivement d'un capteur à tubes sous vide Thus the temperature is limited in particular in said container, which avoids damaging the container and the exchanger, which are preferably made of synthetic material A water heater equipped with a heat exchanger for the production of instantaneous hot water and, respectively, a vacuum tube sensor is then described with reference to FIG.
Le dit réservoir (2) est relié à un capteur solaire thermique (10), Le dit capteur solaire thermique (10) comprend au moins 1 tube en verre sous vide (103), le dit tube (103) est constitué d'au moins une double paroi en verre (104), l'espace entre les deux paroi en verre est fermé et vidé, la couche interne de la paroi interne (105) du dit tube (103) est recouverte d'une couche d'absorbant du rayonnement solaire. Le dit tube (103) est placé à un niveau en dessous du niveau du dit réservoir (2) et connectés directement au dit réservoir (2), la circulation du dit liquide (21) entre le dit réservoir (2) et le dit tube (103) sous vide est assuré par thermosiphon.  Said tank (2) is connected to a solar thermal collector (10), said solar thermal collector (10) comprises at least 1 vacuum glass tube (103), said tube (103) consists of at least a double glass wall (104), the space between the two glass walls is closed and emptied, the inner layer of the inner wall (105) of said tube (103) is covered with a layer of radiation absorbent solar. Said tube (103) is placed at a level below the level of said reservoir (2) and connected directly to said reservoir (2), the circulation of said liquid (21) between said reservoir (2) and said tube (103) under vacuum is provided by thermosiphon.
On va décrire ensuite en référence à la figure 5 un chauffe-eau équipé d'un échangeur de chaleur pour la production d'eau chaude instantané et d'une pompe à chaleur selon un premier mode de réalisation.A water heater equipped with a heat exchanger for producing instantaneous hot water and a heat pump according to a first embodiment will be described next with reference to FIG.
Le Chauffe-eau est équipé d'une pompe à chaleur (30) constitué d'au moins un compresseur (301), un condenseur (302), un élément de détente (303) et un évaporateur (304). The water heater is equipped with a heat pump (30) consisting of at least one compressor (301), a condenser (302), an expansion element (303) and an evaporator (304).
Le dit évaporateur est refroidit par de l'air ambiant à l'aide d'un ventilateur (305)  The said evaporator is cooled by ambient air using a fan (305)
Le dit condenseur (302) est de préférence constitué d'un tube métallique placé en partie basse du dit réservoir (2) de préférence recouvert d'une protection en matière polymère.  Said condenser (302) is preferably made of a metal tube placed at the bottom of said reservoir (2) preferably covered with a protective polymer material.
On va décrire ensuite en référence à la figure 6 un chauffe-eau équipé d'un échangeur de chaleur pour la production d'eau chaude instantané et d'une pompe à chaleur selon un deuxième mode de réalisation. A water heater equipped with a heat exchanger for the production of instantaneous hot water and a heat pump according to a second embodiment will be described next with reference to FIG.
Le Chauffe-eau est équipé d'une pompe à chaleur (30) constitué d'au moins un compresseur (301), un condenseur (302), un élément de détente (303) et un évaporateur (304).  The water heater is equipped with a heat pump (30) consisting of at least one compressor (301), a condenser (302), an expansion element (303) and an evaporator (304).
Le dit évaporateur est refroidit par de l'air ambiant à l'aide d'un ventilateur (305)  The said evaporator is cooled by ambient air using a fan (305)
Le dit condenseur (302) est un échangeur coaxial ou à plaques.  The said condenser (302) is a coaxial or plate heat exchanger.
Un circuit (40) comprenant au moins un le circuit secondaire (401) du dit condenseur (302) en matière métallique et ou polymère, un conduit (402) reliant le dit réservoir (2) à l'entrée du dit circuit secondaire (401), un conduit (403) reliant le dit réservoir (2) à la sortie du dit circuit secondaire (401), A circuit (40) comprising at least one the secondary circuit (401) of said condenser (302) made of metallic material and or polymer, a conduit (402) connecting said reservoir (2) to the inlet of said secondary circuit (401). ), a conduit (403) connecting said reservoir (2) to the outlet of said secondary circuit (401),
Un circulateur (404) est placé en un point du circuit (40). A circulator (404) is placed at a point in the circuit (40).

Claims

Revendications  claims
l-Chauffe-eau (1) comprenant au moins l-Water heater (1) comprising at least
• un réservoir (2) contenant un liquide chaud (21) à une pression relative inférieure à 1 bar, le dit réservoir(2) est constitué d'au moins d'une paroi interne (22) en contact avec le dit liquide (21), et d'une paroi externe (23), d'un isolant thermique placé entre les parois (22) et (23) et A reservoir (2) containing a hot liquid (21) at a relative pressure of less than 1 bar, said reservoir (2) consists of at least one internal wall (22) in contact with said liquid (21); ), and an outer wall (23), a thermal insulator placed between the walls (22) and (23) and
• une source de chaleur (3) pour chauffer le dit liquide (21) A heat source (3) for heating said liquid (21)
Caractérisé en ce que  Characterized in that
• le dit chauffe-eau (1) comprend au moins un échangeur (5) placé à une hauteur supérieure à 2/3 de la hauteur (Hl) du dit réservoir (2), et que le dit échangeur (5) est constitué: d'une part d'un circuit primaire (51) dans le quel circule le dit liquide (21) par phénomène de thermosiphon et d'autre part d'un circuit secondaire (52) dans lequel circule un fluide (71) d'un circuit (7) sous une pression relative supérieure à 1 bar et ; Said water heater (1) comprises at least one heat exchanger (5) placed at a height greater than 2/3 of the height (H1) of said tank (2), and that said heat exchanger (5) consists of: on the one hand a primary circuit (51) in which circulates said liquid (21) by thermosiphon phenomenon and on the other hand a secondary circuit (52) in which a fluid (71) of a circuit (7) under a relative pressure greater than 1 bar and;
• En ce que la dite paroi interne (22) est réalisée au minimum à 30% de son poids en matière synthétique ou en ce que la dite paroi interne (22) du dit réservoir (2) est réalisée au minimum à 30% de son poids en matière métallique d'une épaisseur inférieur à 0,8mm  • In that said inner wall (22) is made at least 30% of its weight of synthetic material or in that said inner wall (22) of said reservoir (2) is made at least 30% of its weight of metal material less than 0.8mm thick
2- chauffe-eau (1) selon revendication 1 caractérisé en ce que le dit circuit (7) est un circuit d'eau chaude sanitaire.  2- water heater (1) according to claim 1 characterized in that said circuit (7) is a hot water circuit.
3- Chauffe-eau (1) selon revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le dit échangeur (5) est constitué d'au moins un tube (51) dans lequel circule le dit fluide (71), et que le dit au moins un tube (51) est placé dans un récipient (52) dans lequel circule le dit liquide'(21) à l'aide d'un circuit (4), constitué :  3- water heater (1) according to claim 1 or 2 characterized in that said exchanger (5) consists of at least one tube (51) in which said fluid (71) circulates, and that said at least a tube (51) is placed in a container (52) in which said liquid (21) circulates by means of a circuit (4), consisting of:
-d'un premier conduit (41) connecté d'une part au dit récipient en partie haute (au moins au-dessus de la moitié de la hauteur (H2) du dit récipient (52)) et d'autre part au dit réservoir (2) en partie haute (à une hauteur minimum de 2/3 de la hauteur interne (Hl) du dit réservoir (2) et,  a first conduit (41) connected on the one hand to said container in the upper part (at least above half the height (H2) of said container (52)) and on the other hand to said reservoir (2) in the upper part (at a minimum height of 2/3 of the internal height (H1) of said tank (2) and,
-d'un deuxième conduit (42) connecté d'une part au dit récipient en partie basse (au moins en-dessous de la moitié de la hauteur (H2) du dit récipient (52)) et d'autre part au dit réservoir (2) en partie base (à une hauteur maximal de 2/3 de la hauteur interne(Hl) du dit réservoir (2),  a second conduit (42) connected on the one hand to said container at the bottom (at least less than half the height (H2) of said container (52)) and secondly to said reservoir (2) in the base portion (at a maximum height of 2/3 of the internal height (H1) of said reservoir (2),
4- Chauffe-eau (1) selon la revendication 1 à 3 caractérisé en ce que le dit échangeur (5) est constitué du dit récipient (52) dans lequel sont placés un ou plusieurs tubes (52) en parallèles, et que chaque tube est mis en uvre sous forme hélicoïdale verticalement du bas vers le haut.  4- water heater (1) according to claim 1 to 3 characterized in that said exchanger (5) consists of said container (52) in which are placed one or more tubes (52) in parallel, and that each tube is implemented in helical form vertically from bottom to top.
5- Chauffe-eau (1) selon la revendication 1 à 4 caractérisé en ce que le dit échangeur (5) est constitué du dit récipient (52) dans lequel sont placés (du bas vers le haut) un ou plusieurs tubes (52) en parallèles, chaque tube est mis en œuvre sous forme hélicoïdale, chaque étage (hélicoïde) est formé d'un ou plusieurs spires concentriques successives ; alternativement les hélicoïdes successives (les étages) sont mis en œuvre:  5- heater (1) according to claim 1 to 4 characterized in that said exchanger (5) consists of said container (52) in which are placed (from bottom to top) one or more tubes (52) in parallel, each tube is implemented in helical form, each stage (helicoid) is formed of one or more successive concentric turns; alternatively the successive helicoids (stages) are implemented:
• Sur un premier étage (première hélicoïde), de façon spiralé avec les spires concentriques allant du diamètre le plus faible vers le diamètre le plus élevé puis, • On a first stage (first helicoid), spirally with the concentric turns from the smallest diameter to the highest diameter then,
• Sur un deuxième étage du diamètre le plus élevé vers le diamètre le plus faible, ainsi de suite. 6- Chauffe-eau (1) selon la revendication 3 à 5 caractérisé en ce que: • On a second floor from the highest diameter to the smallest diameter, and so on. 6. Water heater (1) according to claim 3 to 5 characterized in that:
* le dit un ou plusieurs tube (52) est en matière synthétique, et ou  the said one or more tube (52) is made of synthetic material, and or
* le dit un ou plusieurs tube (52) est de forme ondulé en matière inox, et ou  * said one or more tube (52) is corrugated stainless steel, and or
* le dit un ou plusieurs tube (52) sont 2 à 5 tubes mis en parallèles et ou  * the said one or more tube (52) are 2 to 5 tubes placed in parallel and or
*chacun des dits un ou plusieurs tubes (52) est d'un diamètre extérieur compris entre 8 et 20 mm each of said one or more tubes (52) has an outside diameter of between 8 and 20 mm
7- Chauffe-eau (1) selon la revendication 1 à 6 caractérisé en ce que le dit réservoir (2) est un réservoir de chauffe-eau standard sans pression équipé d'au moins de deux orifices, 7- water heater (1) according to claim 1 to 6 characterized in that said reservoir (2) is a standard water heater tank without pressure equipped with at least two orifices,
8- chauffe-eau (1) selon revendication 1 à 7 caractérisé en ce que le circuit (4) du dit liquide (21) est équipé d'une vanne de régulation (43) commandé en fonction de  8- water heater (1) according to claims 1 to 7 characterized in that the circuit (4) of said liquid (21) is equipped with a control valve (43) controlled according to
• la température en un point du conduit (42) et ou • the temperature at a point of the duct (42) and or
• de la température en un point dans le récipient (51) et ou  • the temperature at a point in the container (51) and or
• de la température en un point du circuit (7) et ou la température en un point du conduit (41). The temperature at a point in the circuit (7) and the temperature at a point in the duct (41).
9- chauffe-eau (1) selon revendication 8 caractérisé en ce que la dite vanne de régulation (43) est une vanne commandée par un thermo-activateur mécanique (44) placé en un point dans le dit conduit (42)9- water heater (1) according to claim 8 characterized in that said control valve (43) is a valve controlled by a mechanical thermo-activator (44) placed at a point in said conduit (42)
10- chauffe-eau (1) selon revendication 1 à 9 caractérisé en ce que 10- water heater (1) according to claims 1 to 9 characterized in that
• le dit réservoir (2) est équipé d'une mise à l'air constitué d'un conduit (29) connecté d'une part au dit réservoir(2) à une hauteur supérieure à 2/3 de la hauteur (Hl) du dit réservoir (2) et d'autre part à l'atmosphère à une hauteur supérieure à la hauteur du dit récipient (H2)Said reservoir (2) is equipped with a vent consisting of a duct (29) connected on the one hand to said reservoir (2) to a height greater than 2/3 of the height (H1) said tank (2) and secondly to the atmosphere at a height greater than the height of said container (H2)
• et ou le dit récipient (51) est équipé d'une mise à l'air constitué d'un conduit (59) connecté d'une part au dit récipient (51) à une hauteur supérieure à 2/3 de la hauteur du dit récipient (H2) et d'autre part à l'atmosphère à une hauteur supérieure à la hauteur du dit récipient (H2)• and or said container (51) is equipped with a vent consisting of a duct (59) connected on the one hand to said container (51) to a height greater than 2/3 of the height of the said container (H2) and secondly to the atmosphere at a height greater than the height of said container (H2)
11- chauffe-eau (1) selon revendication 10 caractérisé en ce que 11- water heater (1) according to claim 10 characterized in that
-le conduit (29) est équipé d'un clapet (329) commandé en fonction du niveau du dit liquide (21) the duct (29) is equipped with a valve (329) controlled according to the level of said liquid (21)
-et ou le conduit (59) est équipé d'un clapet (359) commandé en fonction du niveau du dit liquide (21)and the duct (59) is equipped with a valve (359) controlled as a function of the level of said liquid (21)
12- Chauffe-eau selon la revendication 1 à 11 caractérisé en ce que la source chaude (3) est constitué d'au moins d'une résistance électrique et ou d'au moins un capteur solaire thermique (10) et ou d'au moins une chaudière à combustible et ou d'au moins une pompe à chaleur (30). 12- water heater according to claim 1 to 11 characterized in that the hot source (3) consists of at least one electrical resistance and or at least one solar thermal collector (10) and or from at least one fuel boiler and at least one heat pump (30).
13- Chauffe-eau selon la revendication 1 à 12 caractérisé en ce que le dit réservoir (2) est relié au dit circuit (7) par une vanne (8) et que la dite vanne (8) est à commande manuelle ou à commande automatique en fonction du niveau du dit liquide (21).  13- water heater according to claim 1 to 12 characterized in that said tank (2) is connected to said circuit (7) by a valve (8) and said valve (8) is manually controlled or controlled automatic according to the level of said liquid (21).
14- Chauffe-eau selon la revendication 1, ou 3 à 12 caractérisé en ce que le dit fluide (71) du dit circuit (7) est un fluide frigorigène.  14- water heater according to claim 1, or 3 to 12 characterized in that said fluid (71) of said circuit (7) is a refrigerant.
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