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Installation de chauffage central avec circuit d'eau chaude à usage domestique Cette invention concerne une installation de chauffage central, munie d'un circuit d'eau chaude à usage domestique (eau dite"sanitaire") et comprenant un appareil de chauffage comportant une enveloppe ou virole, dont la partie inférieure est munie d'un brûleur et sur laquelle vient s'enrouler ou non un conduit du circuit de chauffage qui traverse ensuite un faisceau d'ailettes situées à la partie supérieure de l'enveloppe.
On connaît des installations de ce type dans lesquelles le circuit d'eau chaude sanitaire comprend un second conduit traversant le faisceau d'ailettes, en liaison thermique intime avec le premier conduit dans lequel circule l'eau de chauffage. Le brevet français N* 1 332 607 décrit une telle installation dans laquelle la liaison thermique intime entre le premier conduit (circuit d'eau de chauffage) et le second conduit (circuit d'eau sanitaire) est obtenue en accolant les deux conduits de façon à constituer un tube à double passage qui traverse les ailettes, ce tube présentant une section de forme appropriée, par exemple circulaire ou elliptique.
On connaît également des installations de chauffage dans lesquelles le contact thermique intime entre les deux conduits, respectivement du circuit de l'eau de chauffage et du circuit de l'eau sanitaire, est obtenu en incorporant l'un des conduits dans l'autre, ces deux conduits étant alors réalisés sous la forme de deux tubes concentriques traversant le faisceau d'ailettes de l'appareil de chauffage.
La présente invention se-réfère aux appareils de chauffage du type mentionné ci-dessus et elle s'en distingue par une nouvelle disposition des circuits de chauffage et d'eau sanitaire, permettant d'améliorer les échanges thermiques entre ces deux circuits et d'augmenter le rendement de l'appareil.
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L'appareil de chauffage selon l'invention est caractérisé en ce que le conduit du circuit de l'eau de chauffage présente une section sensiblement ovale et celui du circuit d'eau sanitaire présente une section circulaire, en ce que le conduit d'eau sanitaire, dans la traversée des ailettes de l'appareil, est incorporé dans le conduit de l'eau de chauffage et accolé contre une paroi du circuit de chauffage et en ce que l'on intercale au moins une ailette de récupération de calories entre le conduit d'eau sanitaire et celui d'eau de chauffage.
Selon une caractéristique de cette invention, le conduit d'eau sanitaire est disposé dans le conduit d'eau de chauffage de manière à être au contact des deux parois latérales de ce conduit et on prévoit deux ailettes de récupération des calories qui sont disposées longitudinalement dans le conduit de l'eau de chauffage.
Selon une autre caractéristique de cette invention, le conduit d'eau sanitaire est accolé sur le conduit d'eau de chauffage sur la surface circulaire commune aux deux conduits, ces deux conduits étant éventuellement soudés le long de cette surface circulaire commune.
Selon une autre caractéristique de cette invention, les ailettes de récupération de calories sont soudées sur les deux conduits et elles comportent une cloison longitudinale disposée selon l'axe du conduit de chauffage, une portion circulaire soudée sur le conduit d'eau sanitaire et deux ailettes latérales.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le conduit d'eau sanitaire peut être soudé ou brasé contre la ou les parois du conduit de l'eau de chauffage et, de préférence, les ailettes de récupération des calories présentent avantageusement une épaisseur supérieure à l'épaisseur du tube lui-même afin d'améliorer encore les échanges thermiques.
Selon une autre caractéristique de cette invention, le conduit du circuit de chauffage présente une partie évasée à sa sortie du faisceau d'ailettes de l'appareil de chauffage, afin de permettre le
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raccordement de ces deux circuits sur les conduits d'arrivée et de départ d'eaux froide et chaude respectivement.
D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent des exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les dessins : La figure 1 est une vue partielle en élévation latérale avec arrachement, représentant les deux conduits dans leur traversée du faisceau d'ailettes de l'appareil de chauffage ; La figure 2 est une vue en bout de la figure 1, les deux conduits ayant été représentés en coupe ; La figure 3 est une vue partielle à échelle agrandie montrant en coupe
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longitudinale selon 3-3 de la figure 2, les deux conduits de l'appareil , La figure 4 est une coupe selon 4-4 de la figure 3 j La figure 5 est une vue en élévation latérale montrant l'ensemble du corps de chauffe de l'appareil selon cette invention ;
La figure 6 est une vue en plan de la figure 5, La figure 7 illustre une variante de l'invention en une vue similaire à la figure 2 et La figure 8 est une vue en coupe verticale à échelle agrandie des deux conduits de l'appareil dans la variante selon laquelle on prévoit des ailettes longitudinales dont l'épaisseur est supérieure à celle des tubes.
En se référant aux dessins, on voit que l'appareil de chauffage selon la présente invention comporte de façon connue, un premier conduit 10
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pour le chauffage de l'eau du circuit de chauffage central et un second conduit 12, pour le chauffage de l'eau à usages domestiques (eau sanitaire). Pour améliorer les échanges thermiques entre ces deux conduits, ceux-ci sont en contact thermique intime dans la partie supérieure 14 de l'appareil de chauffage où est positionné le faisceau d'ailettes de l'échangeur de cet appareil de chauffage.
Dans l'exemple de réalisation de l'invention illustré par les figures 1 à 6 dans cette partie supérieure 14 de l'appareil de chauffage, le conduit 10'de l'eau du chauffage central présente une section sensiblement ovale (dans l'exemple de réalisation non limitatif illustré par le dessin, cette section n'est pas un ovale parfait, elle est constituée par une courbe comportant deux demi-cercles raccordés par deux parties planes) et le conduit 12'de l'eau sanitaire présente une section circulaire. Les deux conduits 10'et 12'sont incorporés l'un dans l'autre, le conduit 12'étant placé à l'intérieur du conduit 10', de manière à être accolé le long de l'une des parois semicirculaires du conduit 10', comme on peut le voir sur la figure 2.
Selon l'invention, les deux conduits 10'et 12'sont de préférence soudés l'un sur l'autre par leurs parties semi-circulaires respectives communes.
Selon l'invention, pour favoriser les échanges thermiques entre les deux conduits 10'et 12', dans leur traversée du faisceau d'ailettes de l'appareil de chauffage, on prévoit des ailettes de récupération des calories 16, disposées à l'intérieur du conduit 10'de l'. eau de chauffage, de manière à être au contact d'une part, avec ce conduit 10' et, d'autre part avec le conduit 12'de l'eau sanitaire. Dans l'exemple de réalisation non limitatif illustré par le dessin, les ailettes de récupération de calories sont soudées sur les deux conduits et elles comprennent une cloison longitudinale 18, une portion circulaire 20, qui est soudée sur le conduit 12 et deux ailes latérales 22,22'.
Les figures 3 à 5 montrent la façon selon laquelle les tubes 10,12
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sont raccordés sur les conduits correspondants 10'et 12'à l'entrée et à la sortie du faisceau d'ailettes. Le conduit 10'comporte des parties
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évasées 24,24', assurant le positionnement et le raccordement par soudage des circuits 10'et 12'sur les tubes d'arrivée et de départ.
Dans le second exemple de réalisation de l'invention illustré par la figure 7, le conduit d'eau sanitaire 12"est disposé dans le conduit d'eau de chauffage 10"de manière à venir au contact des deux parois latérales de ce conduit 10"sur lesquelles il est éventuellement soudé. Par ailleurs, on prévoit alors deux ailettes 24-24'disposées longitudinalement dans le conduit 10"afin d'accroître encore les échanges thermiques.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, qui est illustré par la figure 7, les ailettes de récupération des calories 24, 24'qui sont disposées entre le conduit d'eau sanitaire 12"et le conduit de l'eau de chauffage 10"présentent une épaisseur qui est supérieure à celle des tubes de manière à améliorer encore les échanges thermiques.
Cet exemple de réalisation préféré présente des caractéristiques qui résultent des considérations suivantes : Pour que l'eau sanitaire qui circule dans le circuit 12"soit capable d'évacuer la totalité de la puissance thermique fournie par le brûleur de l'installation de chauffage sans que l'eau du circuit de chauffage 10", au repos, ne monte au-delà de 100* C, il est nécessaire d'une part que la surface d'échange entre le tube qui constitue le conduit 12" pour l'eau sanitaire et le tube qui constitue le conduit 10"pour l'eau de chauffage soit importante et d'autre part que la forme du tube pour l'eau sanitaire ainsi que son positionnement dans le tube du conduit de l'eau de chauffage permette une amorce de thermosiphon entre le haut et le bas du tube constituant le conduit pour l'eau de chauffage.
Or, ces deux points sont de réalisation délicate et onéreuse.
Afin de revenir à des géométries simples qui permettent de réaliser un assemblage automatique des échangeurs thermiques, l'idée à la base de cette variante préférée de l'invention consiste à se libérer des contraintes liées aux champs de convection au sein de l'eau de
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chauffage au repos en transmettant à l'eau sanitaire une partie du flux de chaleur, directement par conduction.
Ainsi qu'on le voit sur la figure 7 ce résultat est obtenu dans cette variante en faisant tangenter latéralement le tube constituant le conduit 12"pour l'eau sanitaire au tube constituant le conduit 10"de l'eau de chauffage. Dans ces conditions, pour permettre un échange thermique correct entre les fluides circulant dans les différents conduits on prévoit des ailettes longitudinales 24 et 24", d'épaisseur relativement importante, qui sont interposées entre les conduits 10"et 12", comme représenté sur la figure 7 de manière à réaliser un pontage thermique entre l'eau sanitaire et les fumées.
De préférence le rapport épaisseur sur longueur des ailettes est égal ou supérieur à 8,8.
L'appareil selon la présente invention permet un échange thermique parfait entre les fluides contenus dans ces deux conduits, grâce à une surface de contact importante entre les conduits, obtenue par l'intermédiaire de leur disposition relative et en raison de la présence des ailettes de récupération et des caractéristiques de ces dernières. Ainsi, en cas de non circulation prolongée de l'eau dans l'un des conduits, sa température ne peut dépasser celle de l'eau en mouvement, la totalité des calories recueillies par l'eau ne circulant pas, étant transmises à l'eau circulant.
La disposition conforme à cette invention, permet également en arrêtant la circulation de l'eau dans l'un des conduits, d'obtenir la puissance totale développée par l'appareil de chauffage dans l'autre conduit. Elle permet en outre, par une circulation de l'eau dans les deux circuits, de répartir la puissance totale de l'appareil entre les deux circuits, en fonction des débits d'eau chaude désirés.
Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés mais qu'elle en englobe toutes les variantes.