FR2651870A1 - METHOD AND DEVICE FOR SUPPLYING SANITARY WATER IN SMALL QUANTITIES AT A SUFFICIENTLY HIGH TEMPERATURE. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé d'alimentation d'eau sanitaire en petites quantités à une température suffisamment élevée pour parer au danger de la maladie causée par les légionnelles, ainsi qu'un dispositif adéquat. Un exemple de réalisation de ce dispositif se compose d'un accumulateur à circulation (14) chauffé par au moins une source de chaleur et faisant partie d'un chauffe-eau combiné pour eau sanitaire et le chauffage de locaux, notamment d'un appareil de chauffage à gaz mural, avec un échangeur de chaleur secondaire (17) pour le chauffage de l'eau sanitaire par l'eau chaude, avec un robinet de prise d'eau comportant un organe à action hydraulique (21) ainsi qu'avec un distributeur 3-voies (9) pour la commutation des circuits par l'action d'une unité de réglage (8). Le tout est caractérisé par ce que l'accumulateur fait fonction d'accumulateur d'eau chaude rempli de cette eau. L'eau sanitaire circule dans l'échangeur de chaleur secondaire (17) en forme de serpentin lisse, et pour le réchauffement de l'accumulateur est prévue une barre chauffante électrique (33) fonctionnant indépendamment de l'unité de réglage (8).The present invention relates to a method of supplying sanitary water in small quantities at a temperature high enough to counter the danger of disease caused by Legionella, and to a suitable device. An exemplary embodiment of this device consists of a circulation accumulator (14) heated by at least one heat source and forming part of a combined water heater for domestic water and space heating, in particular an appliance. wall-mounted gas heater, with a secondary heat exchanger (17) for heating domestic water by hot water, with a water intake valve comprising a hydraulically actuated member (21) as well as with a 3-way distributor (9) for switching circuits by the action of an adjustment unit (8). The whole is characterized by that the accumulator acts as a hot water accumulator filled with this water. The sanitary water circulates in the secondary heat exchanger (17) in the form of a smooth coil, and for the heating of the accumulator is provided an electric heating bar (33) operating independently of the adjustment unit (8).
Description
/l/ l
La présente invention concerne un procédé d'alimen- The present invention relates to a food process
tation d'eau sanitaire en petites quantités à une tempéra- sanitary water in small quantities at a temperature of
ture suffisamment élevée pour parer au danger de la mala- sufficiently high to protect against the danger of
die causée par les légionnelles, ainsi qu'un dispositif die caused by Legionella, as well as a device
adéquat se composant d'un accumulateur à circulation chauf- a hot-air accumulator.
fé par au moins une source de chaleur, et faisant partie by at least one heat source, and forming part of
d'un chauffe-eau combiné pour eau sanitaire et le chauffa- a combined water heater for domestic water and heating
ge de locaux, notamment d'un appareil de chauffage à gaz mural, avec un échangeur de chaleur secondaire pour le space, including a wall-mounted gas heater, with a secondary heat exchanger for
chauffage de l'eau sanitaire par l'eau chaude, avec un ro- heating of domestic hot water with a hot water
binet de prise d'eau comportant un organe à action hydrau- binet of water intake comprising a body with hydrau-
lique ainsi qu'avec un distributeur 3-voies pour la commu- as well as with a 3-way distributor for
tation des circuits par l'action d'une unité de réglage. circuit by the action of a control unit.
On connaît le chauffage d'un accumulateur de flui- Heating of a fluid accumulator is known.
des, p.ex. d'un accumulateur d'eau sanitaire, à l'aide de deux sources de chaleur. A cet effet, on utilise souvent des installations solaires, l'accumulateur étant chauffé for example, a sanitary water accumulator with two heat sources. For this purpose, solar installations are often used, the accumulator being heated
jusqu'à un certain degré par ces installations, et le chauf- to some degree by these facilities, and the heating
fage final étant assuré par une cartouche électrique ou fage being ensured by an electric cartridge or
une source de chaleur marchant sur un combustible. a heat source walking on a fuel.
Il est de plus connu que pour les accumulateurs d'eau sanitaire, on prévoit plusieurs éléments chauffants pour It is moreover known that for domestic water accumulators, several heating elements are provided for
permettre le chauffage de volumes partiels de l'accumula- allow the heating of partial volumes of accumula-
teur. En outre, on connaît un échangeur de chaleur, objet du brevet DE-OS 3 716 430, avec un réservoir cylindrique tor. In addition, there is known a heat exchanger, subject of DE-OS 3,716,430, with a cylindrical reservoir
pour l'eau sanitaire avec un serpentin incorporé et ali- for domestic water with a built-in and
menté en eau chaude par une installation de chauffage à circulation. De plus, le réservoir cylindrique est doté - 2 - d'une barre chauffante qui contribue également à la mise à température de l'eau sanitaire. L'inconvénient en est notamment le stockage de l'eau sanitaire dans un réservoir heated in hot water by a circulation heating system. In addition, the cylindrical tank is provided with a heating bar which also contributes to the heating of the sanitary water. The disadvantage is in particular the storage of sanitary water in a reservoir
cylindrique de grand volume, bien que seulement une quan- cylinder of large volume, although only a
tité relativement petite d'eau à une température aussi cons- relatively small amount of water at such a high temperature
tante que possible soit demandée.as much as possible be requested.
Les chauffe-eau combinés mentionnés plus haut, sont cependant conçus pour le chauffage d'eau sanitaire et le The combined water heaters mentioned above, however, are designed for domestic water heating and
chauffage d'appartements. Une telle réalisation est possi- heating of apartments. Such an achievement is possible
ble parce que les besoins en chaleur pour le chauffage de l'eau sont assez limités et permettent de couper dans ce because the heat requirements for water heating are quite limited and allow cutting in this
temps le chauffage des locaux sans inconvénient. time heating the premises without inconvenience.
De telles installations avec des accumulateurs à cir- Such installations with circulating accumulators
culation sont caractérisées par trois phases de fonction- are characterized by three phases of
nement: La mise en route qui s'amorce au début du prélèvement d'eau en petite quantité et aboutit à la pleine puissance de l'échangeur de chaleur, la marche continue qui suit la mise en route et garantit un prélèvement d'eau non limité The start-up which starts at the beginning of the small quantity of water withdrawal and ends with the full power of the heat exchanger, the continuous operation that follows the start-up and guarantees a non-water withdrawal. limit
dans le temps, et le réchauffement qui assure une tempé- in time, and the warming that ensures a tempera-
rature du contenu de l'accumulateur à l'intérieur de li- of the contents of the accumulator inside
mites préréglées pour compenser, au début du prélèvement, pre-adjusted mites to compensate, at the beginning of sampling,
le défaut de puissance momentané de l'échangeur de chaleur. the momentary power failure of the heat exchanger.
Dans ces appareils, on a assuré jusqu'ici le chauf- In these devices, so far the heating has been
fage de l'eau sanitaire et le réchauffement de l'accumu- sanitary water and the warming of the accumu-
lateur à l'aide de l'appareil de chauffage connecté, ce qui a nécessité d'une part un accumulateur approprié pour l'eau sanitaire ainsi que des organes de commande et de réglage adéquats, et des réglages beaucoup plus compliqués pour différencier nettement les phases de fonctionnement using the connected heater, which required both a suitable storage tank for domestic hot water and adequate control and regulating devices, and much more complicated settings to differentiate phases of operation
indiquées, à savoir mise en route, marche continue et ré- indicated, namely start-up, continuous operation and re-
chauffement; d'autre part le risque de legionella pneumo- warming; on the other hand, the risk of pneumo-
philia ne pouvait pas être exclu complètement. philia could not be excluded completely.
Du brevet DE-OS 3 618 186, on connaît un système de DE-OS 3 618 186 discloses a system of
distribution d'eau pour une installation de décontamina- water supply for a decontaminating plant
tion mobile ou stationnaire, o l'eau à décontaminer cir- stationary, where the water to be decontaminated
-3-3
cule dans un serpentin disposé à l'intérieur d'un chauffe- in a coil placed inside a heater
eau instantané. Mais cette eau ne peut pas servir d'eau instant water. But this water can not serve as water
sanitaire, mais tout au plus aux douches. sanitary, but at most to the showers.
Les zones de température et les volumes de prélève- Temperature zones and sampling volumes
ment varient donc en conséquence.therefore vary accordingly.
La présente invention a donc pour but d'éviter les inconvénients mentionnés plus haut et de mettre au point The present invention therefore aims to avoid the disadvantages mentioned above and to develop
un procédé sûr et économique pour le chauffage d'eau sa- a safe and economical process for heating water
nitaire, ainsi qu'un dispositif adéquat avec des réglages simples. and a suitable device with simple settings.
Ce but est atteint à l'aide d'un procédé caractéri- This goal is achieved by means of a process characterized
sé par le chauffage et l'accumulation d'eau chaude, sui- heated and accumulated hot water, followed by
vis du chauffage de l'eau sanitaire circulant dans un sys- the heating of domestic water circulating in a system
tème de faible volume de l'échangeur de chaleur secondai- low volume of the secondary heat exchanger
re, et finalement par le réchauffement exclusivement par une deuxième source de chaleur indépendante de la source principale et de ses réglages pour compenser les pertes re, and finally by heating exclusively by a second heat source independent of the main source and its settings to compensate for the losses
de chaleur de l'accumulateur.heat of the accumulator.
Un dispositif permettant l'application de ce procé- A device allowing the application of this procedure
dé à un chauffe-eau combiné du genre mentionné plus haut, to a combined water heater of the kind mentioned above,
est caractérisé par un accumulateur faisant fonction d'ac- is characterized by an accumulator acting as an ac-
cumulateur d'eau chaude rempli de cette eau, par un échan- accumulator of hot water filled with this water, by an exchange of
geur de chaleur en forme de serpentin lisse o circule 1' Smooth serpentine heator o circulates 1 '
eau sanitaire et par une barre chauffante électrique indé- domestic water and an inde-
pendante de l'unité de réglage et servant au réchauffement hanging from the control unit and serving for warming
de l'accumulateur.of the accumulator.
Grâce à la conception conformément à l'invention, Thanks to the design according to the invention,
il est possible de réaliser l'alimentation en petites quan- it is possible to make the feed in small quantities
tités d'eau sanitaire à une température suffisamment éle- sanitary water at a sufficiently high temperature
vée avec un minimum de palpeurs et d'organes de réglage with a minimum of probes and adjusters
et de commande. De plus, le réchauffement électrique of- and order. In addition, the electric heating of-
fre notamment en été des avantages du fait que pour une durée de réchauffement d'env. deux minutes, il ne faut pas especially in summer, the advantages of the fact that for a warm-up period of approx. two minutes, you must not
porter l'ensemble de l'appareil à la température de ser- bring the entire appliance to the operating temperature
vice. Mais aussi en hiver, notamment en cas de régulation - 4 - du chauffage en fonction des températures extérieures, le vice. But also in winter, especially in case of regulation - 4 - of heating according to the outside temperatures, the
préchauffage indépendant de l'accumulateur offre d'impor- independent preheating of the accumulator offers important
tants avantages. C'est notamment le cas si le circuit de benefits. This is particularly the case if the circuit of
chauffage travaille à des températures très basses (chau- heating works at very low temperatures (heat
dière b.t., appareils à condensation, marche nocturne à b.t., condensing appliances, night walking at
très basse température). Dans ce cas, il n'y a réchauffe- very low temperature). In this case, there is no heating
ment périodique de l'appareil jusqu'à une température vou- periodically until a temperature is reached.
lue de l'accumulateur, ni augmentation inutile de la tem- accumulator or unnecessary increase in the time
pérature dans le circuit de chauffage, qui s'ensuit. temperature in the heating circuit, which follows.
Dans une réalisation avantageuse de l'invention, o aussi bien pour le chauffage d'appartement que celui de In an advantageous embodiment of the invention, both for the heating of apartments and for
l'eau sanitaire, l'eau chaude dans l'accumulateur est pré- the domestic water, the hot water in the accumulator is pre-
vue pour compenser le retard à l'amorçage et amortir les to compensate for the delay in priming and to amortize
variations de température, le tuyau d'alimentation débou- variations in temperature, the feed pipe
che dans la partie inférieure de l'accumulateur, et l'eau qu'il amène est canalisée par des déflecteurs de sorte à circuler en hélice autour d'un tube conducteur vertical in the lower part of the accumulator, and the water it brings is channeled by baffles so as to circulate in a helix around a vertical conductive tube
disposé coaxialement autour de l'échangeur de chaleur se- disposed coaxially around the heat exchanger se-
condaire, sur le fond de l'accumulateur. Le branchement du tuyau de retour est prévu au fond de l'accumulateur, à l'intérieur du tube conducteur. Cette canalisation de condaire, on the bottom of the accumulator. The connection of the return pipe is provided at the bottom of the accumulator, inside the conductive tube. This pipeline of
l'eau chaude dans l'accumulateur contribue à une égalisa- the hot water in the accumulator contributes to an equali-
tion sensible des températures.sensitive temperature.
Un autre perfectionnement consiste en ce que la bar- Another improvement is that the bar
re chauffante électrique est logée dans la partie inféri- electric heating is housed in the lower part
eure de l'accumulateur et mise en circuit par un montage à thermostat connu comprenant une sonde thermométrique et of the accumulator and switched on by a known thermostat assembly comprising a thermometric probe and
un interrupteur, au moment o la température de l'eau chau- a switch, when the temperature of the hot water
de dans l'accumulateur tombe sous une limite préréglée, in the accumulator falls below a preset limit,
et ce indépendamment de l'unité de réglage. and this independently of the adjustment unit.
Grâce à ce montage, les pertes de chaleur de l'ac- Thanks to this arrangement, the heat losses of the
cumulateur sont compensées de façon rapide et économique. accumulator are compensated quickly and economically.
Un autre perfectionnement en vue de parer au risque de la maladie causée par les légionnelles, est donné par Another improvement in order to avoid the risk of the disease caused by legionella, is given by
ce que la barre chauffante électrique est disposée à l'in- what the electric heating bar is arranged for
térieur du serpentin lisse de l'échangeur de chaleur se- inside the smooth coil of the heat exchanger
- 5 - condaire. D'autres détails, caractéristiques et avantages de - 5 - condaire. Other details, features and benefits of
l'invention sont décrits ci-après avec le dessin à l'ap- The invention is described below with the drawing in
pui qui montre schématiquement un exemple de réalisation which shows schematically an example of realization
d'un chauffe-eau combiné.a combined water heater.
Le chauffe-eau combiné présente un échangeur de cha- The combination water heater has a heat exchanger
leur primaire chauffé par un brûleur 1, par exemple un their primary heated by a burner 1, for example a
échangeur de chaleur à lamelles 2 en acier inoxydable, au- stainless steel lamellae heat exchanger 2,
quel sont raccordés un tuyau de retour 4 muni d'une pompe de circulation 3, et un tuyau de départ 5 qui est doté d' une sonde thermométrique 6 reliée à l'entrée d'une unité de réglage 8 par une ligne 7. Dans le tuyau de retour 4 est en outre prévu un distributeur 3-voies actionné par un servomoteur 10. Le servomoteur 10 du distributeur 9 est alimenté par une ligne 11 partant de l'unité de réglage 8. Dans le distributeur 9 débouchent le tuyau de retour 12 d'un système de chauffage non représenté tel que des radiateurs, et le tuyau de retour 13 de l'accumulateur, which are connected a return pipe 4 provided with a circulation pump 3, and a starting pipe 5 which is provided with a thermometric probe 6 connected to the input of an adjustment unit 8 by a line 7. In the return pipe 4 is furthermore provided with a 3-way distributor actuated by a servomotor 10. The servomotor 10 of the distributor 9 is fed by a line 11 starting from the adjustment unit 8. In the distributor 9 open the return pipe 12 of a heating system not shown such as radiators, and the return pipe 13 of the accumulator,
qui relie l'accumulateur à circulation 14 au chauffe-eau. which connects the circulation accumulator 14 to the water heater.
Le tuyau de départ 5 comprend un branchement en T d'o par- The starting pipe 5 comprises a tee connection o
tent le tuyau d'alimentation 15 du système de chauffage the supply pipe 15 of the heating system
et le tuyau d'alimentation 16 de l'accumulateur 14. and the feed pipe 16 of the accumulator 14.
Dans l'accumulateur 14 pour l'eau chaude, muni d'un isolement adéquat, est prévu un chauffe-eau secondaire 17, In the accumulator 14 for hot water, provided with adequate insulation, is provided a secondary water heater 17,
p.ex. en forme d'un serpentin lisse en cuivre. Coaxiale- eg in the form of a smooth copper coil. coaxially
ment autour de ce serpentin est fixé au couvercle 19 un around this coil is attached to the cover 19 a
tube conducteur 18. A l'aide de déflecteurs 20, l'eau chau- 18. With the aid of deflectors 20, the hot water
de arrivant par le tuyau d'alimentation 16 est conduite en hélice autour du tube conducteur 18. Le tuyau de retour 13 est raccordé, à l'intérieur du tube conducteur 18, au the supply pipe 16 is helically circulated around the conductive tube 18. The return pipe 13 is connected, inside the conductive tube 18, to the
couvercle 19.cover 19.
Aux tubes de l'échangeur de chaleur secondaire 17 est raccordé un organe à action hydraulique 21 avec sélecteur To the tubes of the secondary heat exchanger 17 is connected a hydraulic actuator 21 with a selector
de température 22 et micro-contact 23. Pendant le prélè- of temperature 22 and micro-contact 23. During the sampling
vement d'eau chaude à travers la conduite 24, l'eau froi- hot water through line 24, the cold water
de circule dans la conduite 25 à travers l'organe 21. Par - 6 - suite de la différence de pression, le micro-contact 23 de l'organe 21 déclenche le fonctionnement voulu par des circulates in the pipe 25 through the member 21. As a result of the pressure difference, the micro-contact 23 of the member 21 triggers the desired operation by means of
signaux envoyés par la ligne 26 à l'unité de réglage 8. signals sent by line 26 to the setting unit 8.
Le brûleur 1 est alimenté en gaz par une conduite 27, The burner 1 is supplied with gas by a pipe 27,
une valve 28 actionnée par un électro-aimant 29 et un ré- a valve 28 actuated by an electromagnet 29 and a resistor
gulateur de gaz. L'électro-aimant 29 est relié par une li- gas regulator. The electromagnet 29 is connected by a link
gne 31 à l'unité de réglage 8, de même qu'un ventilateur pin 31 to the setting unit 8, as well as a fan
par une ligne 32. Le brûleur est en outre équipé d'au- line 32. The burner is also equipped with
tres organes non représentés tels qu'allumeur, contrôleur de flammes, etc. very unrepresented organs such as ignition, flame control, etc.
Dans l'accumulateur à circulation 14 est prévu en ou- In the circulation accumulator 14 is provided in
tre une barre chauffante électrique 33. Une sonde thermo- electric heating bar 33. A thermo-electric probe
métrique 34 est reliée par une ligne 35 à un interrupteur 36. Si par suite des pertes de chaleur dans l'accumulateur metric 34 is connected by a line 35 to a switch 36. If due to heat losses in the accumulator
14, l'eau chaude descend jusqu'à une température de consi- 14, the hot water descends to a temperature of
gne, la barre 33 est mise en circuit par l'interrupteur gne, the bar 33 is switched on by the switch
36 qui ferme les contacts 38 pour faire compenser ces per- 36 that closes contacts 38 to compensate these people
tes grâce à la puissance de 0,5 à 1 kW de ladite barre. thanks to the power of 0.5 to 1 kW of the bar.
Pour pouvoir séparer le tout du secteur, il est prévu des In order to separate the whole from the sector, it is planned to
interrupteurs principaux 39 et 40.main switches 39 and 40.
Le fonctionnement avec l'accumulateur à circulation, Operation with the circulation accumulator,
soit alimentation en énergie par l'eau chaude et réchauf- energy supply by hot water and warming
fement par voie électrique, se caractérise comme suit: electrically, is characterized as follows:
Partant de l'hypothèse que l'accumulateur 14 se trou- Assuming that the accumulator 14 is
ve à l'état chauffé, c'est-à-dire que les deux contacts in the heated state, ie both contacts
38 soient ouverts. Par suite des pertes dans l'accumula- 38 be open. As a result of the losses in the accumu-
teur, le thermostat comprenant la sonde thermométrique 34 et l'interrupteur 36, va commander après un certain temps la fermeture des contacts 38. Le contenu de l'accumulateur est chauffé en peu de temps, et après dépassement de la température de consigne, la sonde thermométrique 34 ouvre, par l'action de l'interrupteur 36, les contacts 38, et la the thermostat comprising the temperature sensor 34 and the switch 36 will control the closing of the contacts 38 after a certain time. The contents of the accumulator are heated in a short time, and after exceeding the set temperature, the thermometer 34 opens, by the action of the switch 36, the contacts 38, and the
barre chauffante est mise hors circuit. heating bar is switched off.
Ce mode de réchauffement de l'accumulateur par la seu- This mode of heating the accumulator by the
le barre chauffante électrique 33 est beaucoup moins cher electric heating bar 33 is much cheaper
qu'un réchauffement à l'aide du brûleur 1, ce qui entral- heating with the burner 1, which
-7--7-
nerait la mise à température de service de l'appareilla- the service temperature of the equipment
ge complet y compris la tuyauterie. De même, la pompe 3 complete age including piping. Similarly, the pump 3
devrait être mise en marche. La quantité de chaleur trans- should be started. The amount of heat trans-
mise ainsi au circuit, peut dépasser d'un multiple la quan- thus placed on the circuit, may exceed by a multiple the quantity
tité nécessaire pour maintenir l'accumulateur 14 à sa tem- necessary to maintain the accumulator 14 at its
pérature de service.service temperature.
En cas de prélèvement d'eau, le micro-contact 23 de In case of water sampling, the micro-contact 23 of
l'organe 21 déclenche l'autre fonctionnement. Le distri- the member 21 triggers the other operation. The distribution
buteur 9 est mis par l'action du moteur 10 commandé par l'unité 8 dans la position respective. En même temps, 1' unité de réglage 8 agit sur le ventilateur 30 du brûleur et, après le balayage, sur la valve de gaz 28 ainsi que scorer 9 is set by the action of the motor 10 controlled by the unit 8 in the respective position. At the same time, the control unit 8 acts on the fan 30 of the burner and, after the sweeping, on the gas valve 28 as well as
sur l'allumeur pour mettre le brûleur en marche. Pour com- on the igniter to start the burner. To compare
penser ce laps de temps ainsi que pour égaliser les varia- think about this amount of time as well as to equalize the variations
tions de température en cas de marche discontinue du brû- in case of discontinuous operation of the burner
leur, on dispose de la réserve d'eau chaude. La marche du brûleur 1 est conduite par la sonde thermométrique 6 dont they have the supply of hot water. The operation of the burner 1 is driven by the thermometric probe 6
est équipé le tuyau de départ, avec une hystérésis mini- is equipped with the starting pipe, with minimal hysteresis
male. Le prélèvement terminé, le micro-contact 23 de l'or- male. The sampling completed, the micro-contact 23 of the
gane 21 coupe le brûleur. La pompe de circulation 3 mar- Glane 21 cuts the burner. The circulation pump 3 mar-
che encore un certain temps par inertie pour évacuer la for a while more inertia to evacuate
chaleur restant dans la chambre de combustion et l'échan- heat remaining in the combustion chamber and the
geur de chaleur 2. Ensuite, l'appareil de chauffage se met en position d'attente (en été), ou le distributeur 9 est 2. Thereafter, the heater goes into the standby position (in summer), or the dispenser 9 is
remis par l'unité de réglage 8 sur le circuit de chauffa- supplied by the control unit 8 on the heating circuit
ge, et l'appareil de chauffage marche en conséquence (en hiver). - 8 - age, and the heater works accordingly (in winter). - 8 -
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