EP0058809B1 - Apparatus for heating water in a central heating system - Google Patents

Description

L'invention concerne un appareil pour la production d'eau chaude pour un circuit de chauffage central.The invention relates to an apparatus for producing hot water for a central heating circuit.

Comme on le sait, dans le chauffage central ou dans la production d'eau chaude sanitaire, on cherche de plus en plus à diversifier les sources d'énergie. On a par exemple proposé d'utiliser des générateurs mixtes conçus pour fonctionner avec plusieurs combustibles possibles (mazout ou gaz-mazout ou combustible solide - gaz ou combustible solide - combinaison des trois), le passage d'un combustible à l'autre étant instantané. Cette solution, qui se développe de plus en plus, présente encore l'inconvénient de nécessiter un investissement et un coût d'exploitation assez élevé.As we know, in central heating or in the production of domestic hot water, there is an increasing effort to diversify energy sources. For example, it has been proposed to use mixed generators designed to operate with several possible fuels (oil or gas-oil or solid fuel - gas or solid fuel - combination of the three), the transition from one fuel to another being instantaneous . This solution, which is developing more and more, still has the drawback of requiring a fairly high investment and operating cost.

Pour augmenter encore la souplesse d'utilisation des générateurs et améliorer leur rendement d'exploitation, on a suggéré de connecter ces générateurs à une énergie supplémentaire : l'électricité. Cette dernière présente en effet l'avantage d'être économique en utilisation en heures à tarification favorables à l'électricité, silencieuse pour l'utilisation de nuit, non polluante et pratique pour la production d'eau chaude sanitaire en été. Pour ce faire, on a proposé de placer des bougies fixes, chauffées à l'électricité dans la partie basse de la chaudière, notamment mixte. Cette solution, bien qu'exploitée, présente encore l'inconvénient de chauffer la totalité du fluide caloporteur (eau), ce qui entraîne une grande déperdition calorifique et une grande inertie thermique.To further increase the flexibility of use of the generators and improve their operating efficiency, it was suggested to connect these generators to an additional energy: electricity. The latter has the advantage of being economical in use during hours at prices favorable to electricity, silent for night use, non-polluting and practical for the production of domestic hot water in summer. To do this, it has been proposed to place fixed candles, electrically heated in the lower part of the boiler, in particular a mixed one. This solution, although used, still has the disadvantage of heating all of the heat transfer fluid (water), which results in great heat loss and great thermal inertia.

Dans la demande de brevet DE-A 2 021 579, on a décrit une chaudière comportant dans le circuit chaudière un réchauffeur additionnel indépendant de la chaudière, mais disposé à l'endroit le plus bas. Ce réchauffeur est associé à un commutateur électrique destiné à le brancher pendant les heures à tarification favorables à l'électricité. Cette disposition ne permet ni le raccordement à un accumulateur thermique à hydroaccumulation, ni le couplage avec un ballon d'eau chaude sanitaire, ni la mise hors circuit de la chaudière traditionnelle, lorsque l'on ne veut utiliser que l'élément additionnel électrique.In patent application DE-A 2 021 579, a boiler has been described comprising in the boiler circuit an additional heater independent of the boiler, but disposed at the lowest point. This heater is associated with an electric switch intended to connect it during hours at prices favorable to electricity. This arrangement does not allow the connection to a thermal accumulator with hydroaccumulation, nor the coupling with a domestic hot water tank, nor the switching off of the traditional boiler, when only the additional electrical element is to be used.

Dans le brevet suisse CH-A-508 856, on a décrit une installation de chauffage électrique en deux parties, l'une inférieure formée par une chaudière à accumulation, l'autre supérieure constituée par un élément de chauffage direct formant chambre de mélange. Le circuit de retour du chauffage central communique respectivement :

• - par un raccord avec le bas de la chambre de mélange,
• - par une canalisation avec la partie basse de la chaudière.

In Swiss patent CH-A-508,856, an electrical heating installation has been described in two parts, one lower formed by an accumulation boiler, the other upper constituted by a direct heating element forming a mixing chamber. The central heating return circuit communicates respectively:

• - by a connection with the bottom of the mixing chamber,
• - by a pipe with the lower part of the boiler.

Dans ce système mono-énergie, la chaudière et la chambre de mélange communiquent entre elles par le haut grâce à un raccord sur lequel est branché une vanne. Ainsi, du fait des raccords de retour simultané sur chaque élément chauffant, lorsque l'on fonctionne seulement sur la chaudière à accumulation, celle-ci est mal irriguée, ce qui entraîne une déperdition appréciable. En outre, cette solution ne permet pas de produire économiquement de l'eau chaude sanitaire.In this single-energy system, the boiler and the mixing chamber communicate with each other from above thanks to a connection to which a valve is connected. Thus, due to the simultaneous return fittings on each heating element, when operating only on the storage boiler, the latter is poorly irrigated, which results in appreciable loss. In addition, this solution does not make it possible to economically produce domestic hot water.

L'invention pallie ces inconvénients. Elle concerne un appareil perfectionné pour la production d'eau chaude pour un circuit de chauffage central présentant un départ et un retour et qui permet économiquement :

• - soit de chauffer électriquement pendant les heures favorables à cette tarification ;
• - soit simplement de produire l'eau chaude sanitaire en été ;
• - soit d'apporter un complément de chauffage ;
• - soit d'assurer le chauffage à partir de l'énergie électrique, sans que le circuit de retour du chauffage central transite dans la chaudière traditionnelle, de façon à éviter des déperditions inutiles, et qui soit polyvalent quant à son adaptabilité aux différentes sortes de générateurs de fluide caloporteur.

The invention overcomes these drawbacks. It relates to an improved device for the production of hot water for a central heating circuit having a flow and a return and which economically allows:

• - either to heat electrically during the hours favorable to this pricing;
• - either simply to produce domestic hot water in summer;
• - either to provide additional heating;
• - or to provide heating from electrical energy, without the central heating return circuit passing through the traditional boiler, so as to avoid unnecessary losses, and which is versatile as regards its adaptability to different kinds of heat transfer fluid generators.

Cet appareil pour la production d'eau chaude, pour un circuit de chauffage central présentant un départ et un retour, du type comportant :

• - un générateur de production d'eau chaude, tel qu'une chaudière de chauffage central ou un accumulateur thermique à hydro-accumulation, traversé par l'eau du circuit de chauffage central et dans lequel ledit générateur comporte un raccord placé en partie basse ;
• - un élément modulaire de chauffage électrique, adapté sur le haut dudit générateur, constitué par une enceinte également traversée par l'eau du circuit de chauffage et dans laquelle peut circuler l'eau chaude issue dudit générateur, ladite enceinte comportant :
  • au moins un élément de chauffage électrique horizontal ;

This device for the production of hot water, for a central heating circuit having a flow and a return, of the type comprising:

• - A generator for producing hot water, such as a central heating boiler or a hydro-accumulating thermal accumulator, traversed by water from the central heating circuit and in which said generator comprises a connection placed at the bottom;
• a modular electric heating element, adapted on the top of said generator, constituted by an enclosure also traversed by water from the heating circuit and in which hot water from said generator can circulate, said enclosure comprising:
  • at least one horizontal electric heating element;

au moins un premier raccord reliant l'enceinte du module à la partie haute dudit générateur d'eau chaude ;at least a first connection connecting the enclosure of the module to the upper part of said hot water generator;

au moins un second raccord reliant l'enceinte soit au conduit de départ du circuit de chauffage central, soit au réservoir de production d'eau chaude sanitaire, soit séparément et distinctement à l'un et à l'autre, disposé sur une face de l'enceinte distincte de celle comportant le premier raccord ;at least one second connection connecting the enclosure either to the outlet pipe of the central heating circuit, or to the domestic hot water production tank, or separately and distinctly to one and the other, arranged on one face of the enclosure separate from that comprising the first connector;

au moins un troisième raccord placé sur une face latérale de ladite enceinte ;

• - et une armoire d'alimentation électrique et de programmation du module et du générateur se caractérise :
• - d'une part, en ce que le premier raccord relie la partie basse de l'enceinte à la partie haute dudit générateur et est ouvert en permanence ;
• - et d'autre part, en ce que cet appareil comporte un moyen de commutation commandé par un moteur, lui-même alimenté en électricité et programmé par l'armoire, pour raccorder :

at least a third connector placed on a lateral face of said enclosure;

• - and a power supply and programming cabinet for the module and generator is characterized:
• - On the one hand, in that the first connection connects the lower part of the enclosure to the upper part of said generator and is permanently open;
• - and secondly, in that this device comprises a switching means controlled by a motor, itself supplied with electricity and programmed by the cabinet, for connecting:

soit l'enceinte, par le biais du troisième raccord au retour du circuit de chauffage central, lorsque l'élément chauffant électrique du module fonctionne, de sorte que l'eau issue dudit circuit de retour est dirigée en totalité sur cette enceinte ;either the enclosure, through the third rac cord on the return from the central heating circuit, when the electric heating element of the module is operating, so that the water coming from said return circuit is directed entirely to this enclosure;

soit le générateur par le biais du raccord situé à la partie basse de ce générateur au circuit de retour du chauffage central, de sorte que l'eau issue dudit circuit de retour est dirigée en totalité sur le générateur, lorsque ce générateur est mis en fonctionnement.either the generator through the connection located at the bottom of this generator to the central heating return circuit, so that the water from said return circuit is directed entirely to the generator, when this generator is put into operation .

Avantageusement, en pratique :

• - le second raccord est relié à un ballon de production d'eau chaude sanitaire, caractérisé en ce que l'une des faces latérales de l'enceinte comporte également un autre raccord placé en partie haute de cette face latérale, destiné à être connecté au départ du circuit de chauffage central ;
• - le moyen de commutation de l'appareil sur le circuit de retour de chauffage central est constitué par une vanne à trois voies associée à un moteur ;
• - l'ensemble : générateur, élément modulaire et s'il y a lieu réservoir d'eau chaude sanitaire, est placé dans une carrosserie commune isolée thermiquement par une matière isolante ;
• - la matière isolante est intercalée entre la face supérieure du générateur et la face inférieure de l'enceinte dudit élément modulaire ;
• - en variante, le module peut comporter un serpentin placé à l'intérieur de l'enceinte reliée au circuit d'eau sanitaire.

Advantageously, in practice:

• the second connector is connected to a domestic hot water production tank, characterized in that one of the lateral faces of the enclosure also includes another connector placed in the upper part of this lateral face, intended to be connected to the departure from the central heating circuit;
• - The switching means of the device on the central heating return circuit consists of a three-way valve associated with a motor;
• - the assembly: generator, modular element and if necessary, domestic hot water tank, is placed in a common body thermally insulated by an insulating material;
• - the insulating material is interposed between the upper face of the generator and the lower face of the enclosure of said modular element;
• - As a variant, the module may include a coil placed inside the enclosure connected to the sanitary water circuit.

Comme dit, l'élément modulaire caractéristique de l'invention est adaptable aux différents types connus d'appareils de production de fluide caloporteur chaud :

• - soit à une chaudière,
• - soit à un accumulateur à hydroaccumulation.

As said, the modular element characteristic of the invention is adaptable to the various known types of apparatus for producing hot heat transfer fluid:

• - either to a boiler,
• - or to a hydroaccumulation accumulator.

Il se place avantageusement entre la sortie supérieure du générateur de fluide chaud (départ du circuit de chauffage) et, selon le cas, soit l'entrée du ballon d'eau chaude sanitaire, soit l'entrée du circuit de chauffage central, soit les deux combinés séparément et distinctement.It is advantageously placed between the upper outlet of the hot fluid generator (leaving the heating circuit) and, as the case may be, either the inlet of the domestic hot water tank, or the inlet of the central heating circuit, or the two combined separately and distinctly.

La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent donnés à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées.The manner in which the invention can be implemented and the advantages which ensue therefrom will emerge more clearly from the following exemplary embodiments given by way of indication and without limitation in support of the attached figures.

• Les figures 1 à 5 montrent schématiquement la manière dont l'élément de l'invention peut être adapté à différents générateurs de fluide de chauffage (figure 1 à un seul type de combustible, par exemple à mazout, figure 2 à plusieurs combustibles, figure 3 à hydroaccumulation, figure 4 à hydroaccumulation avec production d'eau chaude sanitaire, figure 5 à un seul combustible avec production d'eau chaude sanitaire).Figures 1 to 5 schematically show how the element of the invention can be adapted to different generators of heating fluid (Figure 1 to a single type of fuel, for example oil, Figure 2 to multiple fuels, Figure 3 with hydroaccumulation, figure 4 with hydroaccumulation with production of domestic hot water, figure 5 with a single fuel with production of domestic hot water).
• Les figures 6 à 10 représentent schématiquement différentes formes de réalisation de cet élément modulaire.Figures 6 to 10 schematically show different embodiments of this modular element.
• Les figures 11 à 20 représentent le mode d'exécution préféré de l'élément modulaire perfectionné conforme à l'invention avec raccord directement connectable au circuit de retour de l'eau chaude de chauffage central.Figures 11 to 20 show the preferred embodiment of the improved modular element according to the invention with connection directly connectable to the return circuit of the central heating hot water.
• La figure 11 est une représentation schématique d'une installation de chauffage central conforme à l'invention formée par une chaudière associée à un réservoir de production d'eau chaude sanitaire et comportant un élément modulaire caractéristique de l'invention. Le raccord permettant le raccordement direct du module électrique au circuit de retour du chauffage central peut être situé sur la face latérale droite, la face latérale gauche ou la face arrière de l'élément modulaire.Figure 11 is a schematic representation of a central heating installation according to the invention formed by a boiler associated with a domestic hot water production tank and comprising a modular element characteristic of the invention. The connector allowing the direct connection of the electrical module to the central heating return circuit can be located on the right side face, the left side face or the rear face of the modular element.
• La figure 12 est une autre forme de réalisation de cet élément modulaire caractéristique perfectionné.Figure 12 is another embodiment of this improved characteristic modular element.
• Les figures 13 et 14 représentent un autre mode d'exécution de cet élément modulaire respectivement vue de côté et vue de dessus.Figures 13 and 14 show another embodiment of this modular element respectively viewed from the side and seen from above.
• Les figures 15 à 18 représentent deux formes d'exécution de cet élément modulaire comportant un serpentin de production d'eau chaude sanitaire intégré destiné à permettre une production d'eau chaude dite « instantanée •.FIGS. 15 to 18 show two embodiments of this modular element comprising an integrated domestic hot water production coil intended to allow production of hot water called "instant".

Ce serpentin (35) en forme de spirale est placé soit autour de cet élément chauffant (voir figures 15 et 16 respectivement vue en coupe et vue de dessus), soit au-dessus de cet élément (voir figures 17 et 18).This spiral-shaped coil (35) is placed either around this heating element (see FIGS. 15 and 16 respectively in section and top view), or above this element (see FIGS. 17 and 18).

La figure 19 est une autre forme d'exécution de l'invention dans laquelle l'élément modulaire est relié directement au circuit de chauffage central.Figure 19 is another embodiment of the invention in which the modular element is connected directly to the central heating circuit.

La figure 20 montre une autre forme d'exécution de l'invention dans laquelle cet élément modulaire (10) comporte une production d'eau chaude sanitaire, dite « instantanée », réalisée par un serpentin (35) en forme de spirale placé dans l'enceinte (1) autour des éléments électriques chauffants (3), relié au circuit d'eau chaude sanitaire (17-19).FIG. 20 shows another embodiment of the invention in which this modular element (10) comprises the production of domestic hot water, known as “instant”, produced by a coil (35) in the form of a spiral placed in the enclosure (1) around the electric heating elements (3), connected to the domestic hot water circuit (17-19).

En se référant aux figures, l'appareil pour la production d'eau chaude de chauffage central se compose essentiellement :

• - d'une enceinte (1) formant réservoir en tôle métallique isolé thermiquement ;
• - d'une pluralité de gaines, soudées à l'enceinte (1) et la traversant horizontalement de part en part ;
• - d'éléments chauffants (3) (bougies, etc.) placés dans lesdites gaines ayant chacun une tête de raccordement électrique (par exemple chaque bougie peut avoir une puissance de 3 000 watts) ;
• - une bride femelle ou un raccord (5) placés au bas de l'enceinte (1) destinée à raccorder celle-ci au générateur du fluide caloporteur (par exemple départ du circuit de chauffage d'une chaudière).
• - d'une bride mâle (6) avec ses filetages de raccord (7) placée sur le dessus de l'enceinte (1) et destinée à la raccorder soit au circuit de production d'eau chaude sanitaire, soit au circuit de chauffage, soit à la combinaison des deux.

Referring to the figures, the apparatus for producing hot water for central heating consists essentially of:

• - an enclosure (1) forming a thermally insulated sheet metal tank;
• - a plurality of sheaths, welded to the enclosure (1) and traversing it horizontally right through;
• - heating elements (3) (candles, etc.) placed in said sheaths each having an electrical connection head (for example each candle can have a power of 3000 watts);
• - a female flange or a fitting (5) placed at the bottom of the enclosure (1) intended to connect the latter to the generator of the heat transfer fluid (for example starting from the heating circuit of a boiler).
• - a male flange (6) with its connection threads (7) placed on top of the enclosure (1) and intended to connect it either to the domestic hot water production circuit, or to the heating circuit, or a combination of the two.

Comme dit, ces raccords ou brides (5) et (6) peuvent être soit simples comme représentés, soit multiples. Ils peuvent même être d'un autre type (raccords union, raccords à joint, etc.) selon la nature et la structure des éléments auxquels on désire raccorder cette enceinte modulaire (1).As said, these fittings or flanges (5) and (6) can be either simple as shown, either multiple. They can even be of another type (union fittings, joint fittings, etc.) depending on the nature and structure of the elements to which it is desired to connect this modular enclosure (1).

L'élément modulaire de chauffage caractéristique de l'invention, est désigné par la référence générale (10).The modular heating element characteristic of the invention is designated by the general reference (10).

Si le plus généralement, les deux raccords (5) et (6) simples ou multiples sont situés sur deux faces opposées de l'enceinte (voir notamment figures 1 à 6 et 8, 9), ils peuvent également être situés sur des faces distinctes, mais non opposées. Par exemple, le second raccord (6) peut être situé sur une face latérale (figure 7) ou sur une face arrière (figure 10). Ces différentes dispositions facilitent en outre la circulation du fluide caloporteur.If more generally, the two fittings (5) and (6) single or multiple are located on two opposite faces of the enclosure (see in particular Figures 1 to 6 and 8, 9), they can also be located on separate faces , but not opposite. For example, the second connector (6) can be located on a lateral face (FIG. 7) or on a rear face (FIG. 10). These different arrangements also facilitate the circulation of the heat transfer fluid.

Les références numériques suivantes désignent :

• - (11) : une chaudière de chauffage central ;
• - (14) : une chaudière mixte à plusieurs combustibles, susceptible de remplacer (11) ;
• - (15) : un hydro-accumulateur ;
• - (16) : un réservoir de production d'eau chaude sanitaire ;
• - (17) : l'arrivée d'eau froide, (18) le départ vers le vase d'expansion et (19) le départ d'eau chaude sanitaire ;
• - (20) : le retour du circuit de chauffage en partie basse du générateur (11, 14, 15) ;
• - (22) : le circuit de chauffage central ;
• - (23) : le départ vers le circuit de chauffage central ;
• - (24) : le retour du circuit de chauffage central ;
• - (25) : la vanne directionnelle à trois voies associée au moteur électrique (30) ;
• - (26, 26') : raccord du module électrique (10) de liaison au retour du circuit de chauffage central.

The following reference numbers designate:

• - (11): a central heating boiler;
• - (14): a mixed boiler with several fuels, capable of replacing (11);
• - (15): a hydro-accumulator;
• - (16): a domestic hot water production tank;
• - (17): the cold water supply, (18) the flow to the expansion tank and (19) the flow of domestic hot water;
• - (20): the return of the heating circuit in the lower part of the generator (11, 14, 15);
• - (22): the central heating circuit;
• - (23): departure to the central heating circuit;
• - (24): the return of the central heating circuit;
• - (25): the three-way directional valve associated with the electric motor (30);
• - (26, 26 '): connection of the electrical module (10) for connection to the return of the central heating circuit.

En se référant aux figures 11 et suivantes, l'équipement préféré selon l'invention se compose d'un générateur traditionnel de production d'eau chaude pour chauffage central d'un type quelconque (combustible, liquide, solide ou gazeux) (11) ou un accumulateur thermique à hydroaccumulation (15). Ce générateur présente sur le haut un manchon (5) disposé sur la face supérieure de son enceinte destinée à relier le circuit d'eau chaude dudit générateur à l'élément modulaire (10) chauffé par les éléments électriques horizontaux (3). De façon à améliorer la rigidité de l'ensemble, au moins une entretoise (37) est fixée par soudure sur la face inférieure du module (10) et sur la face supérieure du générateur (11-15).Referring to Figures 11 and following, the preferred equipment according to the invention consists of a traditional generator for producing hot water for central heating of any type (fuel, liquid, solid or gas) (11) or a hydroaccumulation thermal accumulator (15). This generator has on the top a sleeve (5) disposed on the upper face of its enclosure intended to connect the hot water circuit of said generator to the modular element (10) heated by the horizontal electrical elements (3). In order to improve the rigidity of the assembly, at least one spacer (37) is fixed by welding on the lower face of the module (10) and on the upper face of the generator (11-15).

En partie basse de l'enceinte de ce générateur traditionnel (11) ou (15), est placé un raccord classique (20) relié au circuit de retour (24) du chauffage central (22). Une vanne de commutation à trois voies (25) est placée en amont dudit raccord (20).In the lower part of the enclosure of this traditional generator (11) or (15), is placed a conventional connector (20) connected to the return circuit (24) of the central heating (22). A three-way switching valve (25) is placed upstream of said fitting (20).

L'élément modulaire (10) chauffé à l'électricité par les éléments horizontaux (3), tels que par exemple au moyen de bougies formées par des résistances noyées dans des pièces en céramique enserrées dans un tube étanche ou par des thermoplongeurs, présente sur le haut et en son centre une bride (6) le reliant au bas d'un réservoir (16) d'eau chaude sanitaire. Ce réservoir (16) comporte en outre une arrivée d'eau froide (17), une connection au vase d'expansion (18) et une sortie d'eau chaude sanitaire (19). La référence (13) désigne un raccord classique relié au conduit (23) de départ d'eau chaude vers le chauffage central symbolisé par la référence (22) dont le circuit de retour est référencé (24).The modular element (10) electrically heated by the horizontal elements (3), such as for example by means of candles formed by resistors embedded in ceramic parts enclosed in a sealed tube or by immersion heaters, present on the top and in its center a flange (6) connecting it to the bottom of a tank (16) of domestic hot water. This tank (16) further comprises a cold water inlet (17), a connection to the expansion tank (18) and a domestic hot water outlet (19). The reference (13) designates a conventional connection connected to the conduit (23) for leaving hot water towards the central heating symbolized by the reference (22) whose return circuit is referenced (24).

Ce circuit de retour (24) est relié à une vanne de commutation à trois voies (25) elle-même reliée à son tour au raccord (20) par le conduit (28) et par un autre conduit (29) au raccord (26), tel qu'un manchon fileté, disposé à la base de l'une des faces latérales (27) de l'enceinte (1) de l'élément modulaire (10). Cette vanne de commutation à trois voies (25) est commandée par un moteur électrique (30) associé soit à la commande de mise en fonctionnement des éléments chauffants électriques (3), soit à la mise en fonctionnement du brûleur du générateur si celui-ci fonctionne au mazout, au gaz ou au propane, soit à la sonde de contrôle de la température de l'eau de l'enceinte du générateur (15) s'il s'agit d'un accumulateur thermique à hydroaccumulation, ou (11) s'il s'agit d'une chaudière à combustible solide.This return circuit (24) is connected to a three-way switching valve (25) which in turn is connected to the connector (20) by the conduit (28) and by another conduit (29) to the connector (26 ), such as a threaded sleeve, disposed at the base of one of the side faces (27) of the enclosure (1) of the modular element (10). This three-way switching valve (25) is controlled by an electric motor (30) associated either with the control for putting the electric heating elements into operation (3), or with the starting of the generator burner if the latter works with oil, gas or propane, or with the water temperature control probe of the generator enclosure (15) if it is a hydroaccumulative thermal accumulator, or (11) if it is a solid fuel boiler.

Ce moteur (30) fait tourner cette vanne (25), de façon à ce que lorsque l'on branche les éléments électriques (3) le retour (24) soit connecté au manchon (26) du module électrique (10) et lorsque l'on met en service le générateur (11-14-15) le retour (24) soit connecté au manchon (20) de ce générateur.This motor (30) turns this valve (25) so that when the electrical elements (3) are connected, the return (24) is connected to the sleeve (26) of the electrical module (10) and when the 'the generator (11-14-15) is put into service the return (24) is connected to the sleeve (20) of this generator.

La référence (31) désigne une matière isolante telle que par exemple de la laine de verre, placée entre la partie inférieure de l'élément modulaire (10) et la partie supérieure du générateur (11) ou (15) de façon à éviter des déperditions calorifiques de l'élément (10) vers le générateur (11). Le générateur (11) ayant, de par sa conception, une grande surface périphérique et étant, d'autre part lorsqu'il s'agit d'une chaudière à mazout, à gaz, à propane, à bois ou à charbon en liaison avec une cheminée, se trouve être une source importante de déperditions.The reference (31) designates an insulating material such as for example glass wool, placed between the lower part of the modular element (10) and the upper part of the generator (11) or (15) so as to avoid heat losses from the element (10) to the generator (11). The generator (11) having, by its design, a large peripheral surface and being, on the other hand when it is an oil, gas, propane, wood or coal boiler in connection with a fireplace, is an important source of heat loss.

Le matériau isolant (31) est également placé tout autour du générateur (11), (15) du module (10) et éventuellement, s'il existe, du ballon de production d'eau chaude sanitaire (16). Tout cet ensemble se trouve placé à l'intérieur d'une carrosserie (38).The insulating material (31) is also placed all around the generator (11), (15) of the module (10) and possibly, if there is one, of the domestic hot water production tank (16). All this assembly is placed inside a body (38).

La forme de réalisation préférée illustrée aux figures 11 à 20 présente l'avantage d'un fonctionnement automatique d'une très grande fiabilité quel que soit le combustible ou la combinaison module-générateur retenue.The preferred embodiment illustrated in FIGS. 11 to 20 has the advantage of automatic operation with very high reliability whatever the fuel or the module-generator combination used.

Lorsque le module électrique est en fonctionnement, elle permet d'éviter des déperditions calorifiques par la surface extérieure du générateur, que celui-ci soit constitué par une chaudière ou un accumulateur thermique à hydroaccumulation. Elle permet également d'éviter des déperditions calorifiques par circulation d'air à l'intérieur de l'enceinte du générateur et entraînement des calories vers la cheminée lorsqu'il s'agit d'une chaudière. Enfin, la disposition selon l'invention diminue le volume d'eau à chauffer, puisque l'eau située dans l'enceinte du générateur n'est plus en circulation.When the electric module is in operation, it avoids heat losses from the external surface of the generator, whether it is constituted by a boiler or a thermal accumulator with hydroaccumulation. It also helps to avoid wastage heat by circulating air inside the generator enclosure and driving calories to the chimney when it is a boiler. Finally, the arrangement according to the invention reduces the volume of water to be heated, since the water located in the enclosure of the generator is no longer in circulation.

Dans une variante montrée à la figure 12, l'élément modulaire (10) peut présenter un raccord (32) ou (32') (droite ou gauche) destiné à être commuté au conduit (23) de départ d'eau chaude du chauffage central (22) disposé sur la même face latérale (27) de l'enceinte (1) et qui est dans ce cas destiné à remplacer le raccord précédent (13) qui n'est alors pas utilisé. Ce mode de raccordement peut être retenu lorsque l'on désire que la température de l'eau chaude sanitaire ne soit pas modifiée et perturbée par la température de l'eau du circuit de chauffage central.In a variant shown in FIG. 12, the modular element (10) may have a fitting (32) or (32 ′) (right or left) intended to be switched to the duct (23) for leaving the hot water for heating central (22) disposed on the same side face (27) of the enclosure (1) and which is in this case intended to replace the previous fitting (13) which is then not used. This connection mode can be used when it is desired that the temperature of the domestic hot water is not changed and disturbed by the temperature of the water in the central heating circuit.

De même, en pratique (voir aussi figure 12), on peut avoir un raccord retour (26) à droite et à gauche (26') qui, au choix de l'installateur, sera soit obstrué, soit relié au circuit de retour (29) (selon que l'on a affaire à une installation droite ou gauche).Similarly, in practice (see also figure 12), there can be a return connection (26) to the right and to the left (26 ') which, at the choice of the installer, will either be obstructed or connected to the return circuit ( 29) (depending on whether we are dealing with a right or left installation).

Si l'on désire améliorer l'échange thermique à l'intérieur de l'élément modulaire (10), et si l'on désire mieux répartir à l'intérieur de cet élément modulaire la circulation de l'eau chaude et éviter des surchauffes en certains endroits de cet élément modulaire, on peut aménager à l'intérieur de l'enceinte (1) soit des chicanes, soit prolonger les manchons (26) ou (26') par un tube (36) de façon à ce que l'arrivée d'eau se fasse à l'intérieur de l'enceinte (1) à l'opposé du raccord de départ (32) ou (32') ou de la bride ou du raccord (6). Dans ce cas, des orifices sont percés le long de ce tube interne (36) pour répartir l'introduction d'eau à l'intérieur de l'enceinte (1).If one wishes to improve the heat exchange inside the modular element (10), and if one wishes to better distribute inside this modular element the circulation of hot water and avoid overheating in certain places of this modular element, one can arrange inside the enclosure (1) either baffles, or extend the sleeves (26) or (26 ') by a tube (36) so that the 'water inlet is done inside the enclosure (1) opposite the outlet fitting (32) or (32') or the flange or fitting (6). In this case, orifices are drilled along this internal tube (36) to distribute the introduction of water inside the enclosure (1).

Le raccord (26) est placé sur le bas de la face latérale (27) de l'enceinte (1). Mais si le plus généralement ce raccord est placé sur la face latérale (27) droite ou gauche pour des facilités de raccordement, on peut également le placer sur la face latérale (27) arrière (voir figures 13 et 14).The connector (26) is placed on the bottom of the lateral face (27) of the enclosure (1). But if, more generally, this connector is placed on the right or left side face (27) for connection facilities, it can also be placed on the rear side face (27) (see FIGS. 13 and 14).

La figure 19 montre une forme de réalisation sans réservoir de production d'eau chaude sanitaire (16). Dans cette forme de réalisation, le raccord du haut (6) de l'élément modulaire (10) est relié directement alors au conduit (23) du circuit de départ du chauffage central.FIG. 19 shows an embodiment without a tank for producing domestic hot water (16). In this embodiment, the top connector (6) of the modular element (10) is then directly connected to the conduit (23) of the central heating flow circuit.

Les figures 15 à 18 montrent respectivement, vue en coupe et vue de dessus, deux formes de réalisation dans lesquelles la production d'eau chaude sanitaire n'est plus effectuée par un ballon (16) situé à la partie supérieure de l'élément modulaire (10) mais par un tube en forme de serpentin (35) placé dans l'élément (10) soit autour des éléments électriques chauffants horizontaux (3) (figures 15 et 16), soit au-dessus de ces éléments chauffants (3) (figures 17 et 18). Ces formes de réalisation présentent l'avantage de conduire à un matériel de moindre encombrement et de moindre coût qu'un ballon traditionnel (16).Figures 15 to 18 show respectively, sectional view and top view, two embodiments in which the production of domestic hot water is no longer carried out by a tank (16) located at the top of the modular element (10) but by a serpentine tube (35) placed in the element (10) either around the horizontal electric heating elements (3) (Figures 15 and 16), or above these heating elements (3) (Figures 17 and 18). These embodiments have the advantage of leading to equipment that is less bulky and less costly than a traditional balloon (16).

Dans les configurations correspondant à ces figures 15 à 18 le départ (18) de liaison avec le vase d'expansion n'est donc plus nécessaire. Le raccord (6) étant placé en partie haute de l'ensemble générateur (11-15) auquel est adjoint l'élément modulaire électrique horizontal (10), le vase d'expansion est dans cette configuration raccordé au circuit (23).In the configurations corresponding to these Figures 15 to 18 the start (18) of connection with the expansion tank is therefore no longer necessary. The connector (6) being placed in the upper part of the generator assembly (11-15) to which is added the horizontal electrical modular element (10), the expansion vessel is in this configuration connected to the circuit (23).

La mise en service ou l'arrêt de l'élément (10) et du générateur (11), (15) dépendent soit de la tarification du courant électrique, voire de la température extérieure.The commissioning or stopping of the element (10) and the generator (11), (15) depends either on the pricing of the electric current, or even on the outside temperature.

Dans le premier cas, ce changement de tarification est provoqué, en télécommande, par une impulsion à l'initiative du fournisseur de courant. Cette impulsion agit sur un relais placé sur le tableau de l'abonné, ledit relais est relié électriquement à un autre relais de l'armoire de commande de l'ensemble module (10) - générateur (11 ou 15), permettant ainsi une mise en fonctionnement ou un arrêt de module (10).In the first case, this change in pricing is caused, by remote control, by an impulse at the initiative of the current supplier. This pulse acts on a relay placed on the subscriber's panel, said relay is electrically connected to another relay of the control cabinet of the module (10) - generator (11 or 15) assembly, thus allowing a setting in operation or a module stop (10).

Si le générateur (11) est une chaudière à combustible liquide ou gazeux, ce générateur est mis en fonctionnement lorsque le module est mis à l'arrêt et vice versa.If the generator (11) is a boiler with liquid or gaseous fuel, this generator is started when the module is stopped and vice versa.

Si le générateur (11) est une chaudière à combustible solide, comme précédemment, la mise en route ou l'arrêt du module (10) est provoquée par télécommande de la même façon, mais de plus l'armoire de commande permet à l'utilisateur, lorsque la télécommande met en arrêt le module (10), de le maintenir en fonctionnement par un sélecteur manuel s'il ne désire pas mettre en service le générateur (11) à combustible solide.If the generator (11) is a solid fuel boiler, as before, the starting or stopping of the module (10) is caused by remote control in the same way, but moreover the control cabinet allows the user, when the remote control stops the module (10), to keep it in operation by a manual selector if he does not wish to commission the solid fuel generator (11).

D'autre part, si l'utilisateur désire privilégier le fonctionnement sur combustible solide, l'armoire de commande n'autorise le fonctionnement du module électrique (10) ; que si la température de l'eau du circuit de chauffage central est, à la sortie dudit générateur, inférieure à un seuil fixé par une sonde située sur le générateur.On the other hand, if the user wishes to favor operation on solid fuel, the control cabinet does not authorize the operation of the electrical module (10); only if the temperature of the water in the central heating circuit is, at the outlet of said generator, below a threshold fixed by a probe located on the generator.

Si le générateur (15) est un accumulateur à hydroaccumulation lié à une source de chaleur extérieure, qui peut être par exemple un panneau solaire, le processus est identique à celui qui vient d'être décrit pour le générateur à combustible solide.If the generator (15) is a hydroaccumulation accumulator linked to an external heat source, which can for example be a solar panel, the process is identical to that which has just been described for the solid fuel generator.

Dans le second cas où l'on prend en considération la température extérieure à l'habitation à chauffer, cette condition n'est qu'optionnelle et non impérative. Elle ne correspond d'ailleurs qu'au cas d'un ensemble module (10) générateur (11), lorsque ledit générateur (11) est une chaudière à combustible liquide ou gazeux. Dans ce cas, lorsque la température extérieure est inférieure à un seuil fixé par l'utilisateur (ce seuil est en effet variable en fonction des régions et des sites et correspond à une déperdition de l'habitation égale à la puissance calorifique utile du module (10)), l'armoire de commande dont le fonctionnement se trouve alors être également asservi à une sonde de détection de température placée à l'extérieur de l'habitation, coupe le fonctionnement du module électrique (10) et met en service le générateur (11). Lorsque la température devient supérieure à ce seuil, le processus s'inverse.In the second case where the outside temperature of the house to be heated is taken into account, this condition is only optional and not imperative. It also only corresponds to the case of a generator module assembly (10) (11), when said generator (11) is a boiler with liquid or gaseous fuel. In this case, when the outside temperature is below a threshold set by the user (this threshold is indeed variable depending on the regions and sites and corresponds to a loss of housing equal to the useful calorific power of the module ( 10)), the control cabinet whose operation is then also slaved to a temperature detection probe placed outside the house, cuts the operation of the electrical module (10) and puts the generator into service (11). When the temperature ture becomes greater than this threshold, the process is reversed.

La conception de l'armoire de commande permet :

• - la mise sous tension ou non du moteur (30) de la vanne (25), ainsi que la sonde de détection de température de l'eau dans l'enceinte du générateur (11) lorsque celui-ci est soit une chaudière à combustible solide, soit un accumulateur thermique (15) à hydroaccumulation ;
• - la mise sous tension ou non de l'ensemble des équipements électriques du module (10) et du générateur (11) lorsque ce générateur est une chaudière à combustible liquide ou gazeux ;
• - de fonctionner suivant les automatismes tels que définis précédemment ;
• - à tout moment, à l'utilisateur, dans tous les cas et de façon sélective, par commande manuelle, de privilégier soit le fonctionnement du module (10), soit le fonctionnement du générateur (11), (15) quel que soit le mode de tarification et quelle que soit la température extérieure ;
• - de mettre hors service par un commutateur une fraction de la puissance du module (10) de façon à libérer cette puissance électrique pour d'autres usages, par mise hors circuit d'un ou deux étages de puissance.

The design of the control cabinet allows:

• - whether the motor (30) of the valve (25) is energized or not, as well as the water temperature detection probe in the generator enclosure (11) when the latter is either a fuel boiler solid, namely a thermal accumulator (15) with hydroaccumulation;
• - powering up or not all the electrical equipment of the module (10) and the generator (11) when this generator is a boiler with liquid or gaseous fuel;
• - to operate according to the automatic mechanisms as defined above;
• - at any time, to the user, in all cases and selectively, by manual command, to favor either the operation of the module (10), or the operation of the generator (11), (15) whatever the pricing method and whatever the outside temperature;
• - to put out of service by a switch a fraction of the power of the module (10) so as to release this electric power for other uses, by switching off one or two power stages.

Par ailleurs, le module (10) et le générateur (11), (15) ont leur propre régulation thermique destinée à asservir le fonctionnement de chacun à la température de l'eau située dans leur enceinte.Furthermore, the module (10) and the generator (11), (15) have their own thermal regulation intended to control the operation of each to the temperature of the water located in their enclosure.

Lorsqu'une production d'eau chaude sanitaire est associée au module (10) et au générateur (11), (15), conformément aux figures 15 à 18, cette régulation thermique peut être également asservie à la température de l'eau sanitaire à l'intérieur du ballon (16) ou du serpentin (35).When a production of domestic hot water is associated with the module (10) and the generator (11), (15), in accordance with FIGS. 15 to 18, this thermal regulation can also be controlled by the temperature of the domestic water to inside the balloon (16) or the coil (35).

En été, avantageusement, la puissance du module (10) nécessaire à la seule production d'eau chaude est réduite à partir de l'armoire centrale par une commande manuelle, par mise hors circuit de plusieurs étages de puissance.In summer, advantageously, the power of the module (10) necessary for the sole production of hot water is reduced from the central cabinet by manual control, by switching off several power stages.

La puissance calorifique des éléments chauffants électriques (3) de l'élément (10) peut être avantageusement inférieure à celle du générateur (11) ou (15). De la sorte, lors des périodes de froid plus intense, on utilise essentiellement ce générateur (11) ou (15) alors que pendant les périodes moins froides, on fait appel à l'élément modulaire électrique (10).The calorific power of the electric heating elements (3) of the element (10) can advantageously be less than that of the generator (11) or (15). In this way, during periods of more intense cold, this generator (11) or (15) is essentially used, whereas during less cold periods, use is made of the electrical modular element (10).

Cette configuration permet de réduire le niveau de la puissance électrique souscrite par l'utilisateur. Elle diminue en conséquence le montant de son abonnement fixe. Elle permet d'autre part de diminuer la consommation d'électricité pendant les périodes les plus froides, périodes pendant lesquelles le fournisseur d'électricité est amené à faire face aux demandes les plus fortes.This configuration makes it possible to reduce the level of electrical power subscribed by the user. It therefore decreases the amount of its fixed subscription. It also makes it possible to reduce electricity consumption during the coldest periods, periods during which the electricity supplier is called upon to meet the highest demands.

La mise en place de l'élément modulaire (10) s'effectue facilement même sur du matériel existant tel que des chaudières, des accumulateurs, un ballon, etc... L'augmentation de la hauteur de la chaudière ne pose pas de problèmes particuliers, puisque la carrosserie extérieure de celle-ci est un assemblage léger de tôles. De même, cet élément modulaire peut être livré avec la chaudière ou l'accumulateur d'origine.The installation of the modular element (10) is easily carried out even on existing equipment such as boilers, accumulators, a tank, etc. The increase in the height of the boiler poses no problems particular, since its exterior body is a light assembly of sheets. Likewise, this modular element can be delivered with the original boiler or accumulator.

En outre, ce dispositif présente de nombreux autres avantages. On peut citer :

• - la possibilité de chauffer économiquement, soit en permanence de jour comme de nuit, soit en appoint à un chauffage traditionnel, soit par accumulation de nuit ; donc une grande versatilité pour un investissement léger et un coût de fonctionnement réduit ;
• - la grande polyvalence, car ce dispositif est facilement adaptable aux générateurs tradition- nets ;
• - un choix judicieux à tout instant du type d'énergie à utiliser, afin d'obtenir un coût d'exploitation minimum pour un rendement maximum;
• - l'adaptation de la puissance, donc de la consommation d'énergie, en fonction du volume à chauffer, du programme de chauffe et des différentes fonctions à assurer ;
• - aucune perturbation dans la circulation du fluide caloporteur chaud, soit entre la chaudière et le circuit de chauffage, soit entre la chaudière et l'eau chaude sanitaire ;
• - enfin, équipement optionnel susceptible d'être installé soit initialement, soit dans le temps à la demande de l'utilisateur.

In addition, this device has many other advantages. We can cite :

• - the possibility of heating economically, either permanently day or night, or as a supplement to traditional heating, or by accumulation at night; therefore great versatility for a light investment and a reduced operating cost;
• - great versatility, because this device is easily adaptable to traditional generators;
• - a judicious choice at all times of the type of energy to be used, in order to obtain a minimum operating cost for maximum efficiency;
• - adapting the power, and therefore the energy consumption, according to the volume to be heated, the heating program and the various functions to be performed;
• - no disturbance in the circulation of the hot heat transfer fluid, either between the boiler and the heating circuit, or between the boiler and the domestic hot water;
• - finally, optional equipment capable of being installed either initially or over time at the request of the user.

Claims (6)

1. Apparatus for producing hot water, for a central heating circuit (22) with an outlet (23) and a return (24) of the type comprising :

- a hot water-producing generator, such as a central heating boiler (11, 14) or a heat accumulator with hydroaccumulation (15), through which flows the water of the central heating circuit (22) and in which said generator comprises a connector (20) placed in low position ;

- a modular element (10) for electrical heating adapted on the upper part of said generator, constituted by an enclosure (1) through which the heating circuit water (22) also flows and in which may circulate the hot water flowing out of said generator (11, 14, 15), said enclosure comprising :

at least one horizontal electric heating element (3) ;

at least a first connector (5) connecting the enclosure (1) of the module (10) to the high part of said hot water generator (11, 14, 15) ;

at least a second connector (6) connecting the enclosure (1) either to the outlet pipe (23) of the central heating circuit (22), or to the tank producing sanitary hot water (16), or separately and distinctly to one and the other, said connector being placed on one face of the enclosure (1) distinct from that comprising the first connector (5) ;

at least a third connector (26) placed on a lateral face of said enclosure (1) ;

- and a control box controlling the electrical supply and the programming of the module (10) and of the generator (11, 14, 15) ;

characterized :

- on the one hand, in that the first connector (5) connects the low part of the enclosure (1) to the high part of said generator (11, 14, 15) and is permanently open :

- on the other hand, in that said apparatus comprises switching means (25) controlled by a motor (30), which latter is supplied with electricity and programmed by the control box, in order to connect :

either the enclosure (1) via the third connector (26) to the return (24) of the central heating circuit (22) when the electrical heating element (3) of the module (10) is operative, so that the water flowing out of said return circuit (24) is entirely directed onto said enclosure (1) ;

or the generator (11, 14, 15) via the connector (20) situated at the low part of said generator (11, 14, 15) to the return circuit (24) of the central heating (22), so that the water flowing out of said return circuit (24) is entirely directed onto said generator (11, 14, 15) when said generator (11, 14, 15) is switched on.

2. Apparatus according to claim 1, of the type in which the second connector (6) is connected to a tank producing sanitary hot water (16), characterized in that one of the lateral faces of the enclosure (1) also comprises another connector (32, 32') placed in upper portion of said lateral face, and adapted to be connected to the outlet (23) of the central heating circuit (22).

3. Apparatus according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the means (25) for switching the apparatus to the return circuit (24) of central heating (22) is constituted by a three- way valve operationally coupled to a motor (30).

4. Apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the assembly : generator (11, 14, 15), modular element (1, 10) and optionally the sanitary hot water tank (16) is placed in a joint bodywork (38) thermically insulated by an insulating material (31).

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the insulating material (31) is interposed between the upper face of the generator (11, 14, 15) and the lower face of the enclosure (1) of said modular element (10).

6. Apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the module (10) comprises a coil (35) placed inside the enclosure (1) connected to the sanitary water circuit (17, 19).

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