CH719606A1 - Chauffe-eau. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un chauffe-eau agencé pour accumuler et stocker de l'eau chaude, le chauffe-eau comporte une cuve (2) agencée pour stocker l'eau, une résistance (3) agencée pour chauffer l'eau stockée dans ladite cuve (2) et un thermostat de regulation (4) agencé pour détecter lorsque l'eau stockée dans ladite cuve (2) n'est plus à la température désirée pour déclencher la résistance (3) pour chauffer l'eau. La paroi interne de la cuve (2) comporte un film chauffant (100) comportant sur sa surface interne en contact avec l'eau, un traitement de surface empêchant le calcaire de s'accrocher sur ledit film chauffant (100)
Description
[0001] La présente invention concerne un chauffe-eau muni d'un dispositif empêchant le dépôt de calcaire.
[0002] Les chauffe-eaux sont des dispositifs permettant de chauffer l'eau pour différents besoins ménagers ou industriels. Un chauffe-eau est un appareil à accumulation d'eau possédant une cuve servant de corps de chauffe de stockage d'eau chaude.
[0003] Les énergies de chauffage d'un chauffe-eau sont majoritairement du gaz, du fioul ou de l'électricité. La présente invention concerne les chauffe-eaux électriques.
[0004] De manière connue, un chauffe-eau électrique possède un élément chauffant plongeant dans la cuve servant de corps de chauffe permettant de chauffer l'eau qu'il contient. Cet élément chauffant est fréquemment une résistance qui finit toujours par être recouverte de tartre et moins chauffer l'eau.
[0005] Le calcaire est quasiment partout présent en suspension dans l'eau et lorsque l'eau contenue dans la cuve servant de corps de chauffe est chauffée, l'agitation moléculaire va provoquer la précipitation du calcaire ou entartrage sur la résistance blindée et généralement sur les parties chaudes dont la tuyauterie du chauffe-eau. L'entartrage est un problème majeur sur les chauffe-eaux car, suivant les caractéristiques de l'eau, chauffes après chauffes l'élément chauffant se recouvre de tartre. Ceci a pour effet, d'une part, de réduire l'échange thermique avec l'eau et, d'autre part, de réduire la durée de vie de l'élément chauffant qui surchauffe et finit par se détruire. Le tartre déposé réduit le transfert de chaleur à l'eau, l'élément chauffant surchauffe. Si l'élément chauffant est très entartré, le transfert thermique à l'eau devient difficile et l'eau n'est pas chauffée correctement car soit le thermostat arrête la chauffe avant que la température de consigne de chauffage de l'eau ne soit atteinte de sorte à protéger l'élément chauffant qui risque d'être détérioré, soit le thermostat ne perçoit pas la surchauffe de l'élément chauffant qui poursuit la chauffe et est alors détérioré.
[0006] Le but de la présente invention est de proposer un chauffe-eau dont les performances ne sont pas altérées par le dépôt de calcaire sur les parties chauffantes.
[0007] Conformément à l'invention, un chauffe-eau agencé pour accumuler et stocker de l'eau chaude comporte : o une cuve agencée pour stocker l'eau, o une résistance agencée pour chauffer l'eau stockée dans ladite cuve, et o un thermostat de régulation agencé pour détecter lorsque l'eau stockée dans ladite cuve n'est plus à la température désirée pour déclencher la résistance pour chauffer l'eau.
[0008] La paroi interne de la cuve comporte un film chauffant comportant sur sa surface interne en contact avec l'eau, un traitement de surface empêchant le calcaire de s'accrocher sur ledit film chauffant.
[0009] Dans une forme d'exécution, la cuve du chauffe-eau agencée pour stocker l'eau est émaillée et isolée afin de conserver la chaleur et empêcher les déperditions de chaleur.
[0010] Dans une forme d'exécution, le chauffe-eau comporte une résistance stéatite, un élément minéral, agencée pour ne pas être en contact direct de l'eau. Dans cette forme d'exécution, la résistance est protégée de l'eau par un fourreau en acier émaillé. La résistance n'est donc pas au contact direct de l'eau et le calcaire ne peut donc pas s'y accumuler.
[0011] Dans une autre forme d'exécution, le chauffe-eau comporte une résistance thermoplongée agencée pour être en contact direct avec l'eau. Dans cet exemple, le chauffe-eau fonctionne comme une grosse bouilloire électrique dans la mesure où la résistance thermoplongée, immergée dans le bas de la cuve, permet de chauffer l'eau à la température souhaitée grâce à un thermostat.
[0012] Dans une forme d'exécution, le film chauffant fixé sur la paroi interne de la cuve, est une structure électrothermique multicouches, flexible, sensiblement planaire, ayant une face avant destinée à laisser passer des rayons infrarouges et une face arrière opposée à la face avant, la structure ayant une largeur et une longueur, soit une surface, la structure comportant : au moins une borne électrique d'entrée ; au moins une borne électrique de sortie ; un substrat pour recevoir une pluralité de couches de la structure, le substrat comprenant au moins une couche polymérique de substrat ; au moins une couche électrothermique comportant un élément résistif ayant une entrée et une sortie ; et au moins une couche conductrice pour connecter: la borne d'entrée de la structure à l'entrée de l'élément résistif ; et la borne de sortie de la structure à la sortie de l'élément résistif ; la structure étant recouverte d'une passivation comprenant au moins une couche polymérique de passivation. La couche électrothermique comporte une pluralité de bandes isolées, longiformes, d'une matière électrothermique, lesdites bandes étant agencées pour être interconnectées entres elles pour créer ledit élément résistif ; et la couche conductrice comporte une matière conductrice qui est formée et connectée pour : éclater l'entrée de l'élément résistif sur une pluralité de points d'entrée sur la longueur d'une première des bandes électrothermiques ainsi que sur une pluralité de points d'entrée correspondants sur la longueur des bandes électrothermiques restantes ; et consolider la sortie de l'élément résistif à partir d'une pluralité de points de sortie sur la longueur de la première des bandes électrothermiques ainsi qu'à partir d'une pluralité de points de sortie correspondants sur la longueur des bandes électrothermiques restantes, les points de sortie étant distincts des points d'entrée.
[0013] Les caractéristiques de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description d'une forme d'exécution donnée uniquement à titre d'exemple, nullement limitative en se référant aux figures schématiques, dans lesquelles : – La figure 1 représente une vue en coupe d'un chauffe-eau selon la présente invention ; et – La figure 2 représente une vue d'un film chauffant comportant des couches employées dans une structure électrothermique selon un mode de réalisation .
[0014] Comme illustré à la figure 1, un chauffe-eau agencé pour accumuler et stocker de l'eau chaude comporte : o une cuve 2 agencée pour stocker l'eau, o une résistance 3 agencée pour chauffer l'eau stockée dans ladite cuve, et o un thermostat de régulation 4 agencé pour détecter lorsque l'eau stockée dans ladite cuve n'est plus à la température désirée pour déclencher la résistance pour chauffer l'eau.La paroi interne de la cuve comporte un film chauffant 100 comportant sur sa surface interne en contact avec l'eau, un traitement de surface empêchant le calcaire de s'accrocher sur ledit film chauffant.
[0015] Dans l'exemple illustré, la cuve agencée pour stocker l'eau comporte un revêtement émaillé 6 et une isolation 7 en mousse polyuréthane.
[0016] Dans cet exemple, le chauffe-eau comporte une résistance stéatite agencée pour ne pas être en contact direct de l'eau. Cette résistance stéatite est protégée par un fourreau en acier émaillé. Le chauffe-eau stéatite illustré est également équipé d'une anode magnésium 5 chargée qui protège la cuve de la corrosion. Ce double équipement allonge la durée de vie de l'appareil lorsque l'eau est dure.
[0017] Comme illustré à la figure 2, le chauffe-eau comporte selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le film chauffant est une structure électrothermique multicouches 100, flexible, sensiblement planaire, ayant une face avant destinée à laisser passer des rayons infrarouges et une face arrière opposée à la face avant, la structure ayant une largeur et une longueur, soit une surface, la structure 100 comportant : au moins une borne électrique d'entrée 131 ; au moins une borne électrique de sortie 132 ; un substrat pour recevoir une pluralité de couches de la structure, le substrat comprenant au moins une couche polymérique de substrat 110 ; au moins une couche électrothermique 140 comportant un élément résistif 149 ayant une entrée et une sortie ; et au moins une couche conductrice 130 pour connecter: la borne d'entrée 131 de la structure à l'entrée de l'élément résistif 149 ; et la borne de sortie 132 de la structure à la sortie de l'élément résistif 149; la structure 100 étant recouverte d'une passivation comprenant au moins une couche polymérique de passivation 120 ;caractérisé en ce que : la couche électrothermique 140 comporte une pluralité de bandes isolées 145, longiformes, d'une matière électrothermique, lesdites bandes 145 étant agencées pour être interconnectées entres elles pour créer ledit élément résistif 149 ; et la couche conductrice 130 comporte une matière conductrice qui est formée et connectée pour : éclater l'entrée de l'élément résistif 149 sur une pluralité de points d'entrée 138 sur la longueur d'une première des bandes électrothermiques 145 ainsi que sur une pluralité de points d'entrée correspondants 138 sur la longueur des bandes électrothermiques restantes 145 ; et consolider la sortie de l'élément résistif 149 à partir d'une pluralité de points de sortie 139 sur la longueur de la première des bandes électrothermiques 145 ainsi qu'à partir d'une pluralité de points de sortie correspondants 139 sur la longueur des bandes électrothermiques restantes 145, les points de sortie 139 étant distincts des points d'entrée 138.
[0018] Dans cet exemple, les points d'entrée 138 de l'élément résistif 149 sont intercalés avec les points de sortie 139 de l'élément résistif 149 sur la longueur de chacune des bandes électrothermiques 145.
[0019] Le substrat comporte une pluralité de couches polymériques de substrat 110, 111 collées entre elles et / ou la passivation comporte une pluralité de couches polymériques de passivation 120, 121 collées entre elles.
[0020] Toujours dans cet exemple, la structure comporte en outre une couche réfléchissante d'ondes infrarouge lointains 170 pour renvoyer au moins les ondes infrarouges lointains de la face arrière vers la face avant de la structure.
[0021] Les couches polymériques (de substrat ou de passivation) peuvent être faites en PET selon un mode préféré de réalisation mais peuvent également être faites en polyéthylène (PE), polypropylène (PP), polychlorure de vinyle (PVC), PVC souple (PVC-P), polystyrène (PS), polycarbonate (PC), polyméthacrylate de méthyle (PMMA), polyoxyméthylène (POM), polytéréphtalate d'éthylène (PET), polyester, co-polyester, polyétheréthercétone (PEEK), polyamide, notamment le polyamide 6 (PA6), le polyamide 12 (PA12), le polyamide 10, le polyamide 610, le polyamide 66, le polyamide à base de constituants aliphatiques et cycloaliphatiques tels que notamment MACM12 ou le co-polyamide amorphe, de préférence à base de PA12, ou des copolymères ou mélanges de ceux-ci.
[0022] La température du matériau électrothermique est réglée en contrôlant les dimensions physiques de l'élément électrothermique, soit son épaisseur, sa largeur et sa longueur. L'épaisseur est contrôlée par la méthode de dépôt de la couche électrothermique. Le procédé de slot die est favorisé car il permet un bon contrôle de l'épaisseur.
[0023] La figure 2 montre un exemple de la structure selon un mode de réalisation. Pour assurer une bonne, uniforme, répartition de la chaleur sur la surface de la structure, dans un mode de réalisation préféré, l'élément résistif est créé en reliant une pluralité de bandes d'une certaine largeur connectées en parallèle par des fils conducteurs dans la couche conductrice. La largeur et l'épaisseur du matériau électrothermique sont ainsi contrôlées. Pour contrôler aussi la longueur, on amène le courant, par le conducteur de la couche conductrice sur un point d'entrée sur la bande électrothermique et on récupère du courant à un point de sortie à une distance D du point d'entrée. Ceci est répété sur la longueur de la bande de matériau électrothermique. Cette technique est répétée sur toute les bandes électrothermiques.
[0024] Le courant est donc amené d'un côté de la structure, par un conducteur parallèle aux bandes longiforme de matériau électrothermique et sorti par un autre conducteur parallèle sur l'autre côté de la structure. Pour accéder aux points d'entrée de courant sur chaque bande, des extensions sont formées sur le conducteur, en peigne. D'autres extensions sont fournies pour récupérer le courant pour le conducteur de sortie. Les peignes d'entrée et sorties peuvent être intercalés. Le résultat est que les bandes de matériau électrothermiques sont connectées en beaucoup de résistances en parallèle, les dimensions étant bien contrôlées et leur répartition sur toute la surface est aussi bien contrôlé. Lorsque la structure est utilisée comme film chauffant, la chaleur est donc bien contrôlée et sa répartition sur toute la surface est bien gérée permettant ainsi de chauffer l'eau au mieux.
[0025] L'élément résistif peut contenir du carbone, préférablement du graphène. Le graphène peut être une forme de graphène dite microparticules de graphène, préférablement dans une forme de nanoparticules (par exemple 1nm - 100nm) de graphène, soit des nanotubes, soit des nano-sphères, soit des nano-fils de graphène. Cette forme de graphène est préférée pour les procédés de sérigraphie, notamment le slot dies pour ne pas bloquer les becs de sortie d'encre. Le frittage peut être fait à des températures suffisamment basses pour ne pas endommager les couches polymériques. Les conducteurs peuvent être faits en argent, cuivre ou graphène.
[0026] Le chauffe-eau de la présente invention permet d'avoir des performances améliorer avec une montée en température très rapide, et de chauffer de l'eau à une température comprise entre 30°C et 60°C sans être affecté par le dépôt de calcaire notamment grâce à la présence dans la cuve d'un film chauffant dont la surface a été traitée.
Claims (10)
1. Chauffe-eau agencé pour accumuler et stocker de l'eau chaude, le chauffe-eau (1) comportant :
o d'une cuve (2) agencée pour stocker l'eau,
o d'une résistance (3) agencée pour chauffer l'eau stockée dans ladite cuve, et
o d'un thermostat de régulation (4) agencé pour détecter lorsque l'eau stockée dans ladite cuve n'est plus à la température désirée pour déclencher la résistance pour chauffer l'eau.
Caractérisé en ce que la paroi interne de la cuve comporte un film chauffant (100) comportant sur sa surface interne en contact avec l'eau, un traitement de surface empêchant le calcaire de s'accrocher sur ledit film chauffant.
2. Chauffe-eau selon la revendication 1, dans lequel la cuve agencée pour stocker l'eau comporte un revêtement émaillé (6) et une isolation (7).
3. Chauffe-eau selon la revendication 1 ou 2, comportant une résistance stéatite agencée pour ne pas être en contact direct de l'eau.
4. Chauffe-eau selon la revendication 1 ou 2, comportant une résistance thermoplongée agencée pour être en contact direct avec l'eau.
5. Chauffe-eau selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le film chauffant est une structure électrothermique multicouches (100), flexible, sensiblement planaire, ayant une face avant destinée à laisser passer des rayons infrarouges et une face arrière opposée à la face avant, la structure ayant une largeur et une longueur, soit une surface, la structure (100) comportant :
au moins une borne électrique d'entrée (131) ;
au moins une borne électrique de sortie (132) ;
un substrat pour recevoir une pluralité de couches de la structure, le substrat comprenant au moins une couche polymérique de substrat (110) ;
au moins une couche électrothermique (140) comportant un élément résistif (149) ayant une entrée et une sortie ; et
au moins une couche conductrice (130) pour connecter :
la borne d'entrée (131) de la structure à l'entrée de l'élément résistif (149) ; et
la borne de sortie (132) de la structure à la sortie de l'élément résistif (149) ;
la structure (100) étant recouverte d'une passivation comprenant au moins une couche polymérique de passivation (120) ;
caractérisé en ce que :
la couche électrothermique (140) comporte une pluralité de bandes isolées (145), longiformes, d'une matière électrothermique, lesdites bandes (145) étant agencées pour être interconnectées entres elles pour créer ledit élément résistif (149) ; et
la couche conductrice (130) comporte une matière conductrice qui est formée et connectée pour :
éclater l'entrée de l'élément résistif (149) sur une pluralité de points d'entrée (138) sur la longueur d'une première des bandes électrothermiques (145) ainsi que sur une pluralité de points d'entrée correspondants (138) sur la longueur des bandes électrothermiques restantes (145) ; et
consolider la sortie de l'élément résistif (149) à partir d'une pluralité de points de sortie (139) sur la longueur de la première des bandes électrothermiques (145) ainsi qu'à partir d'une pluralité de points de sortie correspondants (139) sur la longueur des bandes électrothermiques restantes (145), les points de sortie (139) étant distincts des points d'entrée (138).
6. Chauffe-eau selon la revendication 5, dans lequel les points d'entrée (138) de l'élément résistif (149) sont intercalées avec les points de sortie (139) de l'élément résistif (149) sur la longueur de chacune des bandes électrothermiques (145).
7. Chauffe-eau selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le substrat comporte une pluralité de couches polymériques de substrat (110, 111) collées entre elles et / ou la passivation comporte une pluralité de couches polymériques de passivation (120, 121) collées entre elles.
8. Chauffe-eau selon les revendications 5 à 7, dans lequel la structure comporte en outre une couche réfléchissante d'ondes infrarouge lointains (170) pour renvoyer au moins les ondes infrarouges lointains de la face arrière vers la face avant de la structure.
9. Chauffe-eau selon les revendications 5 à 8, dans lequel l'élément résistif (149) comporte du carbone, préférablement du graphène, préférablement dans une forme de microparticules de graphène, préférablement dans une forme de nanoparticules de graphène, soit des nanotubes, soit des nano-sphères, soit des nano-fils de graphène
10. Chauffe-eau selon l'une des revendications précédentes, agencé pour chauffer de l'eau à une température comprise entre 30°C et 60°C.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CH000438/2022A CH719606A1 (fr) | 2022-04-12 | 2022-04-12 | Chauffe-eau. |
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| CH000438/2022A CH719606A1 (fr) | 2022-04-12 | 2022-04-12 | Chauffe-eau. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH719606A1 true CH719606A1 (fr) | 2023-10-31 |
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ID=88510756
Family Applications (1)
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| CH000438/2022A CH719606A1 (fr) | 2022-04-12 | 2022-04-12 | Chauffe-eau. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH719606A1 (fr) |
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- 2022-04-12 CH CH000438/2022A patent/CH719606A1/fr unknown
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