FR2793306A1 - Sous-station de transfert de chaleur comprenant un echangeur a plusieurs circuits - Google Patents

Abstract

Sous-station de transfert de chaleur (1) comprenant un échangeur de chaleur (2) qui est subdivisé en au moins deux parties d'échangeur de chaleur (11, 12). Ces parties d'échangeur de chaleur (11, 12) sont séparées l'une de l'autre côté secondaire, tandis qu'elles sont interconnectées côté primaire et forment un ensemble de construction. L'échangeur de chaleur peut être composé de modules (41, 42; 43, 44, 45) connectés en batterie côte à côte à des dispositifs d'alimentation (61, 66; 65, 68) communs. La subdivision de l'échangeur en deux parties d'échangeur (11, 12) séparées permet d'établir lesdites parties de façon optimale.Application : aux sous-stations de transfert de chaleur de réseaux de transport de chaleur.

Description

Sous-station de transfert de chaleur comprenant un échangeur à plusieurs

circuits L'invention se rapporte à une sous- station de transfert de chaleur, en particulier pour le transfert de chaleur de vapeur ou d'eau surchauffée à de l'eau, comprenant un échangeur de chaleur qui présente une connexion aller primaire et une connexion retour primaire connectées à un réseau de transport de chaleur. Pour le transfert de chaleur entre des fluides caloporteurs, par exemple en vue du transfert de chaleur entre de la vapeur et de l'eau ou entre de l'eau surchauffée et de l'eau dans des systèmes de chauffage alimentés par des réseaux de chaleur ou dans des réseaux locaux de distribution de chaleur tels que des systèmes de récupération de chaleur d'usine, on utilise fréquemment des sous-stations de transfert de chaleur contenant un échangeur de chaleur qui sépare l'un de l'autre, tout en les reliant du point de vue thermique, un circuit de fluide primaire et un circuit de fluide secondaire. Les fluides traversent ici des canaux à des températures correspondantes. Cela peut conduire à une attaque corrosive, en particulier au niveau des soudures ou brasures. En outre, en cas d'appariements matériau/fluide, il peut arriver que le

matériau de l'échangeur se dissolve dans le fluide.

Selon les applications, ces deux aspects sont d'une

importance plus ou moins grande.

Par le document DE-444222 C2, on connaît une sous-station de transfert de chaleur comprenant un échangeur de chaleur qui est composé de modules ou de groupes de modules. Ces modules ou groupes de modules sont connectés en parallèle aussi bien côté primaire que c6té secondaire. Le flux aller côté primaire se répartit sur tous les modules et groupes de modules et les sorties des modules ou groupes de modules, côté primaire, sont regroupées sur une conduite retour commune. Côté secondaire, les circuits aller et retour des modules et groupes de modules sont également connectés en parallèle. Les échangeurs de chaleur sont

donc composés d'un nombre important de modules élémen-

taires. Ces derniers sont en cuivre afin d'assurer un bon transfert de chaleur. Dans le circuit secondaire relié à l'échangeur de chaleur, la conduite aller bifurque sur plusieurs consommateurs de chaleur, par

exemple plusieurs chauffages à eau chaude et un prépa-

rateur d'eau chaude. La chaleur est ici transférée une

seconde fois à un autre fluide, à savoir de l'eau pota-

ble. L'échangeur de chaleur peut, par contre, servir uniquement à transférer la chaleur du réseau de

transport de chaleur au circuit secondaire.

Partant de cet état de la technique, le but de la présente invention est de créer une sous-station de transfert de chaleur comprenant un échangeur de chaleur

d'utilisation plus générale et plus flexible.

Ce but est atteint, grâce au fait que dans la sous-station de transfert de chaleur, l'échangeur de chaleur présente une première partie d'échangeur de chaleur et une deuxième partie d'échangeur de chaleur

qui sont séparées l'une de l'autre côté secondaire.

L' échangeur de chaleur présente donc au moins deux parties d'échangeur de chaleur séparées l'une de l'autre du côté secondaire. Par contre, du côté

primaire, ces deux parties ne sont pas séparées, c'est-

à-dire qu'à partir d'un échangeur de chaleur, on peu

alimenter en chaleur au moins deux circuits utilisa-

teurs de chaleur ou consommateurs de chaleur, le prélè-

vement de chaleur sur une partie d'échangeur de chaleur n'influençant pas le prélèvement de chaleur sur l'autre partie d'échangeur de chaleur. L'échangeur de chaleur peut permettre une régulation différente de ses deux parties d'échangeur de chaleur, par le fait que ces parties sont par exemple reliées à des soupapes de

régulation séparées.

De préférence, les deux parties de l'échangeur

de chaleur sont fabriquées en des matériaux différents.

A titre d'exemple, une partie d'échangeur de chaleur

peut être en cuivre et une autre en acier inoxydable.

Dans cette exécution en deux métaux différents, l'échangeur de chaleur permet le fonctionnement d'un circuit de consommation de chaleur auquel est connectée la partie d'échangeur de chaleur en cuivre, avec un transfert de chaleur très bon entre le fluide primaire et le fluide secondaire. La partie en acier inoxydable de l'échangeur de chaleur peut, par contre, être utilisée par exemple directement ou indirectement en passant par un échangeur de chaleur supplémentaire,

pour le réchauffage d'eau potable. Un ballon particu-

lier ou autre préparateur d'eau chaude peut être super-

flu dans des cas particuliers. Par conséquent, des circuits de chauffage et des circuits de préparation

d'eau chaude sanitaire peuvent être connectés en paral-

lèle au réseau de distribution de chaleur. Le couplage avec le réseau de distribution de chaleur s'effectue par un unique échangeur de chaleur qui est composé de

parties ou unités d'échangeur de chaleur correspondan-

tes. L'échangeur de chaleur permet ainsi le réchauffage d'eau chaude potable sans risque pour la qualité de l'eau. De préférence, les parties d'échangeur de chaleur sont composées respectivement d'un ou de plusieurs modules d'échangeur de chaleur, les modules d'échangeur de chaleur pouvant être fabriqués en des matériaux différents. Des modules d'échangeur de chaleur constitués respectivement par un seul et même matériau sont ainsi réunis en une partie d'échangeur de chaleur ou une unité d'échangeur de chaleur, les parties d'échangeur de chaleur restant non reliées entre elles côté secondaire. Cela signifie qu'un fluide qui a traversé une partie d'échangeur de chaleur côté secondaire ne peut pas parvenir sur le côté secondaire de l'autre partie d'échangeur de chaleur ou de l'autre unité d'échangeur de chaleur. L'échangeur de chaleur a donc quatre connexions secondaires, à savoir deux connexions aller et deux connexions retour, ainsi qu'au moins deux connexions primaires, dont une connexion aller et une connexion retour. En cas de besoin, il est possible de prévoir également deux connexions primaires aller ou retour pour pouvoir réguler séparément les

parties d'échangeur de chaleur.

Les modules d'échangeur de chaleur sont de préférence connectés à des conduites de répartition ou de distribution qui peuvent de nouveau être réalisées en un matériau spécifique. Sont ainsi définies des interfaces qui permettent un recyclage simple. Pour le recyclage séparé par type de matériau, il suffit de séparer les différents modules d'échangeur de chaleur

des conduites de distribution et de les trier en consé-

quence. Une réduction supplémentaire des modules d'échangeur de chaleur n'est pas nécessaire lorsque ces modules sont constitués par un unique matériau. Cela est en outre avantageux pour la qualité de l'eau lorsqu'il s'agit de réchauffer de l'eau sanitaire. On évite ainsi la formation, sur le côté eau sanitaire, d'éléments locaux qui pourraient provoquer la dissolu-

tion de métaux. En outre, l'attaque corrosive est mini-

misée, ce qui est en faveur de la tenue et de la durée de vie des modules d'échangeur de chaleur et donc de

l'échangeur de chaleur dans son ensemble et de la sous-

station de transfert de chaleur.

Des modules d'échangeur de chaleur sont de pré-

férence reliés par vissage aux conduites de distribu-

tion aller et retour primaires et secondaires. Cela simplifie particulièrement l'entretien, par exemple par

échange de modules d'échangeur de chaleur individuels.

En outre, des configurations d'installations ou des conceptions peuvent être modifiées ultérieurement dans

des limites relativement larges, des modules d'échan-

geur de chaleur individuels pouvant être ajoutés ou

retirés. En outre, des modules, des parties ou égale-

ment l'échangeur de chaleur complets peuvent être

complètement préfabriqués.

L'échangeur de chaleur est de préférence contrôlé par un dispositif de régulation qui surveille

séparément le transfert de chaleur aux circuits secon-

daires au nombre de deux ou plus et qui régule de façon correspondante les différentes parties d'échangeur de

chaleur. De préférence, au moins un détecteur de tempé-

rature est raccordé à chaque partie d'échangeur de

chaleur. Il est cependant possible également de dispo-

ser des détecteurs sur chaque module individuel. Les modules peuvent être commandés individuellement ou par groupes. Les modules d'échangeur de chaleur peuvent être des échangeurs de chaleur à faisceau tubulaire ou des modules d'échangeur de chaleur à plaques. Dans les deux cas, une exécution mono-métallique est cependant

avantageuse. Le cas échéant, tous les modules d'échan-

geur de chaleur peuvent présenter les mêmes cotes de raccordement, de sorte que le montage, après préfabri- cation industrielle des modules, est particulièrement

simple. L'échangeur de chaleur peut également être pré-

fabriqué industriellement dans son ensemble.

Dans le cadre de l'invention, la première partie d'échangeur de chaleur peut être constituée par un premier groupe de modules d'échangeur de chaleur, la deuxième partie d'échangeur de chaleur peut être

constituée par un deuxième groupe de modules d'échan-

geur de chaleur, les modules d'échangeur de chaleur du premier groupe étant constitués par un autre matériau que les modules d'échangeur de chaleur du deuxième groupe, les modules d'échangeur de chaleur du premier groupe et du deuxième groupe étant connectés à des

consommateurs de chaleur différents.

Il est également possible de faire en sorte que les modules d'échangeur de chaleur du premier groupe soient connectés en parallèle, par leurs connexions aller primaires, avec les modules d'échangeur de

chaleur du deuxième groupe.

Les modules d'échangeur de chaleur du premier groupe et les modules d'échangeur de chaleur du deuxième groupe peuvent être connectés, par leurs

connexions aller primaires, à un dispositif distribu-

teur aller commun, constitué de préférence par un maté-

riau qui diffère du matériau des modules d'échangeur de chaleur du premier groupe ainsi que du matériau des

modules d'échangeur de chaleur du deuxième groupe.

Il est également possible de faire en sorte que les modules d'échangeur de chaleur du premier groupe et les modules d'échangeur de chaleur du deuxième groupe

soient connectés, par leurs connexions retour primai-

res, par groupes en parallèle, mais à des dispositifs collecteurs retour différents menant respectivement

vers une soupape de régulation.

Le dispositif collecteur aller et les disposi-

tifs collecteurs retour différents peuvent respective-

ment présenter une cuve principale à peu près cylindri-

que d'o partent, à des intervalles égaux, des

connexions pour les modules d'échangeur de chaleur.

Les connexions sont avantageusement munies de

moyens d'assemblage par vissage.

Les connexions aller et retour secondaires des modules d'échangeur de chaleur du premier et du deuxième groupes peuvent être reliées à un dispositif collecteur aller et un dispositif distributeur retour constitués respectivement par une cuve comportant des

connexions partant latéralement à des intervalles iden-

tiques. Ces connexions également sont avantageusement

munies de moyens d'assemblage à vis.

Suivant un mode de réalisation avantageux, les connexions du dispositif distributeur aller primaires pour tous les modules d'échangeur de chaleur sont disposées sur une ligne commune et sont orientées parallèlement entre elles, les connexions du dispositif collecteur retour primaire pour tous les modules d'échangeur de chaleur sont disposées sur une ligne commune et sont orientées parallèlement entre elles,

les connexions du dispositif collecteur aller secon-

daire pour tous les modules d'échangeur de chaleur sont disposées sur une ligne commune et sont orientées

parallèlement entre elles, et les connexions du dispo-

sitif distributeur retour secondaire pour tous les modules d'échangeur de chaleur sont disposées sur une ligne commune et sont orientées parallèlement entre elles. Les modules d'échangeur de chaleur du premier groupe peuvent avantageusement présenter chacun au moins un canal en cuivre menant de la connexion aller primaire à la connexion retour primaire et peuvent de

préférence être constitués entièrement en cuivre.

Les modules d'échangeur de chaleur du deuxième groupe peuvent avantageusement présenter chacun au moins un canal en acier inoxydable menant de la connexion aller primaire à la connexion retour primaire et peuvent être de préférence constitués entièrement en

acier inoxydable.

Les modules d'échangeur de chaleur du premier groupe peuvent être raccordés à au moins un circuit

d'alimentation en chaleur.

Les modules d'échangeur de chaleur du deuxième groupe peuvent avantageusement servir à l'alimentation

d'une installation de préparation d'eau sanitaire.

La sous-station de transfert de chaleur peut comporter un dispositif de régulation auquel sont raccordées des soupapes de régulation des dispositifs collecteurs retour, lesquelles soupapes peuvent être régulées par le dispositif de régulation indépendamment

les unes des autres.

De préférence, au moins un détecteur de tempé-

rature est associé respectivement aux modules d'échan-

geur de chaleur du premier groupe et aux modules

d'échangeur de chaleur du deuxième groupe, et le dispo-

sitif de régulation compare la température décelée par le détecteur de température à une température de consigne constante ou prédéterminée en fonction du temps, et agit sur la soupape de régulation respective

en fonction du résultat de cette comparaison.

De préférence, le dispositif distributeur aller primaire est précédé d'une soupape par laquelle la pression de vapeur est réglable par le dispositif de régulation. Les modules d'échangeur de chaleur du premier groupe et les modules d'échangeur de chaleur du deuxième groupe peuvent être connectés respectivement à un dispositif distributeur aller séparé, chacun précédé d'une soupape particulière par laquelle la pression de vapeur peut être réglée par le dispositif de régulation séparément par groupes pour les modules d'échangeur de

chaleur.

D'autres caractéristiques et avantages de

l'invention apparaîtront à la lecture de la description

ci-après avec référence aux dessins annexés qui illus-

trent plusieurs exemples de réalisation de l'inven-

tion; sur les dessins: - la figure i est une représentation schématique partielle d'une sous-station de transfert de chaleur; - la figure 2 représente le schéma de principe de la sous- station de la figure 1, avec les consommateurs de chaleur qui s'y trouvent raccordés; - la figure 3 est une vue partielle en perspective et simplifiée d'une autre sous-station de transfert de chaleur; - la figure 4 est une représentation de principe d'une sous-station de transfert de chaleur avec accumulateur d'eau chaude; - la figure 5 représente le schéma de principe d'un

échangeur de chaleur avec une partie de récupéra-

tion de chaleur résiduelle en tant que sous-

groupe; - la figure 6 illustre l'échangeur de chaleur de la figure 5 avec ses différentes parties d'échangeur de chaleur; - la figure 7 représente le schéma de principe d'un échangeur de chaleur avec double récupération de chaleur résiduelle en tant que sous-groupe; - la figure 8 illustre l'échangeur de chaleur suivant la figure 7 avec représentation de ses différentes parties d'échangeur de chaleur; - la figure 9 représente le schéma de principe d'un autre mode de réalisation d'un échangeur de chaleur avec double récupération de chaleur résiduelle en tant que sous-groupe; et - la figure 10 illustre l'échangeur de chaleur suivant la figure 9 avec représentation de ses

parties d'échangeur de chaleur.

Sur la figure 1 est illustrée une sous-station de transfert de chaleur i qui comprend un échangeur de chaleur 2. La sous-station i sert à transférer de la chaleur d'un réseau (de distribution) de chaleur non représenté en détail à un ou plusieurs circuits de

chauffage 3, 4, 5, 6 (figure 2).

La sous-station sert, en outre, à alimenter un

réseau d'eau sanitaire 7 en eau sanitaire réchauffée.

L'échangeur de chaleur 2 comprend une première partie d'échangeur de chaleur 11 et une deuxième partie d'échangeur de chaleur 12 qui présentent une connexion aller 01 commune pour la connexion sur le réseau de chaleur côté primaire. L'échangeur de chaleur 2 présente, en outre, une connexion retour primaire 02 qui est connectée à la conduite retour du réseau de chaleur. La partie d'échangeur de chaleur 11 présente du côté secondaire une connexion aller 04a et une connexion retour 03a. De façon correspondante, la

partie d'échangeur de chaleur 12 présente, côté secon-

daire, une connexion aller 04 et une connexion retour 03. Les deux unités d'échangeur de chaleur 11, 12 sont

complètement isolées l'une de l'autre côté secondaire.

il La connexion aller 04a ne présente pas de liaison d'écoulement avec la connexion aller 04b et avec la connexion retour 03b. Il en est de même pour la connexion retour 03a. La partie d'échangeur de chaleur 11 est fabriquée en cuivre et sert à l'alimentation en chaleur des circuits de chauffage 3, 4, 5, 6 pour le chauffage de radiateurs 14 (figure 2). La circulation

dans les circuits de chauffage 3, 4, 5, 6 est entrete-

nue à l'aide d'une pompe 15. D'autres robinetteries nécessaires ou avantageuses pour le fonctionnement des circuits de chauffage 3, 4, 5, 6, tels que par exemple des pompes à jets ou éjecteurs, vannes et soupapes ou

autres robinetteries ne sont pas illustrées.

La partie d'échangeur de chaleur 12 en acier

inoxydable sert par contre au réchauffage d'eau sani-

taire. Sa connexion retour 03b est reliée à un serpen-

tin 15a d'un ballon 15 qui fait partie d'un réseau d'eau potable. La conduite aller 04b mène par une pompe b au ballon 15. Ce dernier est relié par une conduite d'alimentation 16 à un réseau d'eau potable. En outre, il alimente le réseau d'eau sanitaire 7. Lorsque tous les points de puisage sont fermés, aucun prélèvement de chaleur n'a lieu dans le ballon 15. Une pompe 72 prévue entre la connexion aller 04b et la connexion retour 03b sert, en cas de besoin, à entretenir un circuit. Comme cela est visible, les deux parties d'échangeur de chaleur 11, 12 sont thermiquement indépendantes l'une de l'autre et sont séparées en ce qui concerne les

fluides secondaires.

Pour la régulation ou commande de la sous-

station de transfert de chaleur 1 et en particulier de l'échangeur de chaleur 2 (figure 1), des détecteurs de température 21, 22 sont reliés aux connexions aller 04a, 04b ou aux parties d'échangeur de chaleur 11, 12, détecteurs dont les signaux de sortie parviennent par des lignes 23 à 24 à un dispositif de régulation 25. Le dispositif de régulation 25 commande des soupapes de régulation 26, 27 qui sont de préférence montées entre le retour 02 du côté primaire et respectivement un canal 29, 30 menant de la connexion aller 01 à travers la partie d'échangeur de chaleur 11 ou 12. Les soupapes de régulation 26, 27 sont de préférence motorisées, leurs servomoteurs étant reliés par des lignes 31, 32

au dispositif de régulation 25.

La structure de l'échangeur de chaleur 2 appa-

raît schématiquement sur la figure 3. Les parties d'échangeur de chaleur 11, 12 de l'échangeur de chaleur 2 sont de nouveau réalisées sous forme de modules. La partie d'échangeur de chaleur 11 présente deux modules d'échangeur de chaleur 41, 42 qui sont entièrement en cuivre. La partie d'échangeur de chaleur 12 est par contre composée de trois modules d'échangeur de chaleur 43, 44, 45 qui sont entièrement en acier inoxydable. A part cela, les modules d'échangeur de chaleur 41 à 45 sont de construction identique. En particulier, ces modules présentent les mêmes cotes de raccordement. Les modules d'échangeur de chaleur 41 à 45 sont munis respectivement au total de quatre connexions: une connexion aller primaire M-01, une connexion retour primaire retour M-01, une connexion retour secondaire M-03 et une connexion aller secondaire M-04. Toutes les connexions de chaque module 41 à 45 sont de préférence disposées verticalement en ligne les unes au- dessus des autres. De préférence, les connexions correspondantes sont alignées à peu près horizontalement et sont munies de systèmes d'assemblage à vis ou d'autres moyens de liaison. L'alimentation côté primaire des modules

d'échangeur de chaleur 41 à 45 s'effectue par un dispo-

sitif distributeur aller 51 qui est constitué par un

tuyau du diamètre relativement grand, disposé essen-

tiellement horizontalement. Ce tuyau est muni sur un

côté d'une rangée de connexions 52 partant latérale-

ment. Ces connexions peuvent partir latéralement lorsque de l'eau surchauffée est utilisée comme fluide caloporteur. Dans le cas de systèmes à vapeur, une

dérivation sur le côté inférieur du dispositif distri-

buteur aller 41 est préférable pour des raisons de purgeage. Alors que le dispositif distributeur aller 51 est fermé sur un côté, il est relié sur son autre côté

par une bride à un agencement de soupape de sûreté 53.

Cet agencement bloque l'admission de vapeur ou l'admission d'un autre fluide caloporteur en cas de danger ou d'avarie. Si nécessaire, la soupape de sûreté 53 peut être utilisée également pour la régulation du fonctionnement de l'échangeur de chaleur 2, par exemple

pour réduire la pression sous faible charge.

Les connexions primaires retour M-02 des modu-

les sont regroupées séparément pour chaque partie d'échangeur de chaleur 11, 12. On utilise à cet effet des dispositifs collecteurs retour 54, 55 constitués respectivement par un tuyau de diamètre accru, de préférence disposé horizontalement. Chaque dispositif

collecteur retour 54, 55 présente des dérivations laté-

rales 56 auxquelles sont connectées les connexions primaires retour M-02 des modules d'échangeur de chaleur 41 à 45. Au lieu des dispositifs collecteurs retour 54, 55 individuels, il est possible d'utiliser un tuyau continu qui est subdivisé par une cloison,

c'est-à-dire une paroi de séparation, en chambres indi-

viduelles, entre les deux parties d'échangeur de chaleur 11, 12. L'avantage de celle solution consiste dans l'adaptabilité du dispositif collecteur retour par

mise en plaie appropriée de la paroi de séparation.

Chaque dispositif collecteur de retour 54, 55 présente un moyen de connexion approprié, par exemple une bride, permettant de connecter les soupapes de régulation 26, 27. En outre, un emplacement de montage 57, 58 pour un détecteur est prévu au voisinage d'une bifurcation menant à la soupape de régulation 26, 27. Côté secondaire, les modules d'échangeur de chaleur 41, 42 de la partie d'échangeur de chaleur 11 sont connectés par leurs connexions aller M-04 à un collecteur aller 61. Ce dernier est constitué par un tuyau horizontal de diamètre accru et présente des connexions latérales. Il est disposé parallèlement au dispositif distributeur aller 51 et est fermé d'un côté. A son extrémité ouverte, il débouche dans une chambre de mélange 62 sur laquelle sont prévus des emplacements de vissage 63 pour des détecteurs. La chambre de mélange 62 est une chambre de passage et est munie d'une connexion 64 pour les circuits de chauffage

3, 4, 5, 6 représentés schématiquement sur la figure 2.

Pour le retour, il est prévu un distributeur

retour 65 qui, en tant que tuyau de diamètre relative-

ment important, est disposé parallèlement au dispositif

collecteur retour 55 et est muni de connexions latéra-

les. Le distributeur retour 65 est muni d'un emplace-

ment de montage 65a pour un détecteur. Il peut par ailleurs comporter, dans son espace intérieur, un serpentin dont les connexions 65b, 65c sortant du distributeur servent de connexions pour un circuit supplémentaire. Ce circuit peut amener par la connexion b et évacuer par la connexion 65c, par exemple un fluide contenant de la chaleur résiduelle, de sorte que le circuit secondaire est réchauffé avant de parvenir dans les modules d'échangeur de chaleur 41, 42. De cette manière, il est possible de récupérer la chaleur

résiduelle du procédé.

Les modules d'échangeur de chaleur 43 à 45 de la partie d'échangeur de chaleur 12 sont également reliés à un collecteur aller 66 qui ne présente pas de

liaison de communication avec le collecteur aller 61.

Il est disposé dans le prolongement rectiligne du collecteur aller 61 et peut être relié mécaniquement à ce dernier par une entretoise 67 qui sert à la liaison mécanique, mais ne fournit pas de communication de fluide. La même chose est valable pour un distributeur retour 68 qui est réalisé comme le distributeur retour 65 et est relié aux modules d'échangeur de chaleur 43 à correspondants. Les distributeurs retour 65, 68 peuvent être reliés mécaniquement entre eux par une entretoise 69, ce qui procure la stabilité mécanique requise. En variante, il est possible d'utiliser un

tuyau continu avec paroi de séparation.

La chambre de mesure côté aller peut, comme représenté à gauche sur la figure 3, être constituée également par un prolongement rectiligne du collecteur aller 66. Ce dernier comporte à cet effet plusieurs emplacements de montage 66a pour des détecteurs. La même chose est valable pour le distributeur retour 68 qui présente à son extrémité d'admission plusieurs emplacements de montage 68a pour des détecteurs. En

outre, le distributeur retour 68 peut, comme le distri-

buteur retour 65, est muni d'un serpentin dont les extrémités 68b, 68c sont sous forme de connexions et servent à amener et à évacuer un fluide contenant de la

chaleur résiduelle.

Les dispositifs collecteurs retour 54, 55 peuvent alors recevoir le fluide refroidi fourni par les connexions 68c, 65c. On utilise à cet effet des serpentins ouverts d'un côté, débouchant dans les dispositifs collecteurs retour 54, 55, serpentins dont

chaque entrée 54a, 55a mène vers l'extérieur.

L'échangeur de chaleur 1 peut être muni dans

son ensemble ou partiellement d'une isolation thermi-

que. Pour des raisons de clarté, cette isolation n'est

pas visible sur la figure 3.

On va décrire ci-après le mode de fonctionne-

ment de la sous-station de transfert de chaleur 1. La sous-station de transfert de chaleur 1 illustrée par la figure 2 est alimentée au niveau de sa connexion aller 01 en vapeur ou en un autre fluide caloporteur. Ce fluide se répartit sur les deux parties d'échangeur de chaleur 11, 12. Lorsque les soupapes de régulation 26, 27 sont fermées, les parties d'échangeur

de chaleur 11, 12 se remplissent plus ou moins rapide-

ment de condensat jusqu'à être complètement inondées.

La taille des surfaces de chauffage diminue alors vers zéro et il ne se produit plus de transfert de chaleur

vers les côtés secondaires. Lorsqu'un appel de chaleur se produit dans un ou plusieurs des circuits

utilisateurs de chaleur 3, 4, , 6, ou si la pompe 15 est mise en marche par exemple sous l'action d'un signal correspondant du dispositif

de régulation 25, le côté secondaire auquel est connec-

tée la partie d'échangeur de chaleur 11 est en état d'absorber de la chaleur. Le dispositif de régulation

ouvre alors la soupape de régulation 26 pour permet-

tre à du coidensat de sortir de la partie d'échangeur de chaleur 11. La vapeur qui vient remplacer ce condensat se condense en cédant de la chaleur au circuit secondaire dans la partie d'échangeur de chaleur 11. Le dispositif de régulation 25 maintient la sortie de condensat, par un asservissement approprié de la soupape de régulation 26, à une valeur telle que la vapeur pénétrant dans la partie d'échangeur de chaleur 11 transmette tout juste la quantité de chaleur requise au circuit secondaire. Cela peut se faire, par exemple, par régulation de température. Le chauffage est ainsi actif. Si, ensuite, une température prédéterminée

d'eau sanitaire est requise, le dispositif de régula-

tion 25 ouvre la soupape de régulation 27 pour permet-

tre une sortie de condensat également de la partie d'échangeur de chaleur 12. La vapeur qui pénètre ainsi dans la partie d'échangeur de chaleur 12 réchauffe l'eau se trouvant dans ladite partie 12. Cette eau est

maintenue en circulation.

Lorsqu'une plus grande réserve d'eau sanitaire est nécessaire, mais qu'une double séparation de système n'est pas nécessaire, un accumulateur d'eau sanitaire 71 peut être connecté, comme représenté sur

la figure 4, sur la partie d'échangeur de chaleur 12.

Une pompe de circulation 72 peut être connectée entre la sortie de l'accumulateur 71 et la connexion aller 03b. Lorsque la puissance de transfert de chaleur des

modules d'échangeur de chaleur 43, 44, 45 est suffi-

sante pour produire le débit d'eau chaude maximal

nécessaire, il est possible, le cas échéant, de renon-

cer à un accumulateur d'eau chaude 71.

Le dispositif de régulation 25 assure dans tout état de fonctionnement que la température requise existe aux sorties des modules d'échangeur de chaleur 43 à 45. DaZis le mode de réalisation avec accumulateur d'eau chaude 71, l'accumulateur d'eau chaude 71 est ainsi amené à la température requise. En l'absence d'accumulateur d'eau chaude, la partie d'échangeur de chaleur 12 fonctionne comme réchauffeur instantané. Les deux modes de fonctionnement sont possibles en fonction

du dimensionnement prévu.

Par la séparation de l'échangeur de chaleur 2 en deux parties d'échangeur de chaleur 11, 12, qui sont réalisées en des matériaux différents, l'échangeur de chaleur 11 associé au circuit de chauffage peut être optimisé, en ce qui concerne son transfert de chaleur, et être fabriqué en cuivre, tandis que la partie d'échangeur de chaleur 12 associée au circuit d'eau sanitaire 7 peut être optimisée selon des points de vue d'hygiène et être fabriquée par exemple en acier inoxy- dable. On obtient ainsi un échangeur de chaleur 2 avec

des circuits secondaires séparés chimiquement et physi-

quement. La figure 5 montre un schéma de principe de

l'échangeur de chaleur 2 avec ses deux parties d'échan-

geur de chaleur 11, 12 et une partie d'échangeur de chaleur 12' supplémentaire. Sa connexion aller 04c et sa connexion retour 03c sont sorties séparément et

servent à l'entrée et à la sortie d'un fluide calopor-

teur à refroidir, par exemple du condensat obtenu dans des processus industriels. La partie d'échangeur de chaleur 12' est située côté secondaire dans le retour

03b de la partie d'échangeur de chaleur 12.

La structure interne de l'échangeur de chaleur 2 apparaît sur la figure 6. Comme représenté, la partie d'échangeur de chaleur 12' se trouve, côté secondaire, montée en série avec le retour de la partie d'échangeur de chaleur 12. La partie d'échangeur de chaleur 12' est constituée par un serpentin qui est par exemple disposé

dans le distributeur retour 68.

La figure 7 montre que l'échangeur de chaleur 2 peut, en cas de besoin, également présenter deux parties d'échangeur de chaleur 11', 12' supplémentaires et, en comparaison avec l'échangeur de chaleur 2 de la figure 5, il est prévu en supplément encore la partie d'échangeur de chaleur 11' qui est associée à la partie d'échangeur de chaleur 11 et qui, comme le montre la figure 8, est disposée côté secondaire dans le retour

de cette dernière. Tandis que dans le mode de réalisa-

tion suivant les figures 7 et 8, le circuit primaire des deux parties d'échangeur de chaleur 11', 12' connectées côté primaire en parallèle l'une avec l'autre est séparé de l'échangeur de chaleur restant et ne présente donc pas de communication de fluide avec les canaux de ce dernier, dans le cas de l'échangeur de chaleur 2 selon les figures 9 et 10, il est prévu de faire passer dans la conduite retour 02 le fluide qui a traversé côté primaire les parties d'échangeur de

chaleur 111, 12' et qui se trouve donc refroidi.

L'aller 04c peut ainsi être supprimé. A part cela, il y a concordance avec le mode de réalisation déjà décrit, mais le collecteur de condensat, c'est-à-dire les

collecteurs retour 54, 55 est/sont en même temps égale-

ment des réfrigérants à injection de condensat. On obtient ainsi un refroidissement du condensat sans introduction d'eau potable. Cela évite l'entraînement

d'ions et de sels dans le condensat de grande pureté.

Une sous-station de transfert de chaleur 1 pré-

sente un échangeur de chaleur 2 qui est subdivisé en au moins deux parties d'échangeur de chaleur 11, 12. Ces

deux parties sont séparées l'une de l'autre côté secon-

daire tandis qu'elles sont interconnectées côté

primaire et constituent un ensemble de construction.

L'échangeur de chaleur 2 peut être composé de modules d'échangeur de chaleur élémentaires. On obtient ainsi une batterie de modules d'échangeur de chaleur 41 à 45 élémentaire qui sont connectés côte à côte à des conduites d'alimentation communes. Par la subdivision de l'échangeur de chaleur 2 en deux parties d'échangeur de chaleur 11, 12 séparées l'une de l'autre, lesdites parties 11, 12 peuvent être conçues et réglées de façon

optimale enfonction des caractéristiques des consomma-

teurs de chaleur qui s'y trouvent raccordés.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1.- Sous-station de transfert de chaleur (1), en particulier pour le transfert de chaleur de vapeur ou d'eau surchauffée à de l'eau, comprenant un échangeur de chaleur (2) qui présente une connexion aller primaire (01) et une connexion retour primaire (02) qui sont connectées à un réseau de transport de chaleur, caractérisée par le fait que l'échangeur de chaleur (2) présente une première partie d'échangeur de chaleur (11) et une deuxième partie d'échangeur de chaleur (12) qui sont séparées l'une de l'autre côté secondaire.

2.- Sous- station de transfert de chaleur suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que la première partie d'échangeur de chaleur (11) est constituée par un premier groupe de modules d'échangeur de chaleur (41, 42), que la deuxième partie d'échangeur de chaleur (12) est constituée par un deuxième groupe de modules d'échangeur de chaleur (43, 44, 45), et que les modules d'échangeur de chaleur (41, 42) du premier groupe sont constitués par un matériau différent ce celui des modules d'échangeur de chaleur (43, 44, 45) du deuxième groupe, les modules d'échangeur de chaleur (41, 42) du premier groupe et les modules d'échangeur de chaleur (43, 44, 45) du deuxième groupe étant

connectés à des consommateurs de chaleur (3, 7) diffé-

rents.

3.- Sous-station de transfert de chaleur suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que les modules d'échangeur de chaleur (41, 42) du premier groupe sont connectés, par leurs connexions aller primaires (M-04), en parallèle avec les modules

d'échangeur de chaleur (43, 44, 45) du deuxième groupe.

4.- Sous-station de transfert de chaleur suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que les modules d'échangeur de chaleur (41, 42) du premier groupe et les modules d'échangeur de chaleur (43, 44, 45) du deuxième groupe sont connectés, par leurs connexions aller primaires (M-01) à un dispositif distributeur aller (51) commun, qui est de préférence constitué par un matériau qui diffère aussi bien du matériau des modules d'échangeur de chaleur (41, 42) du premier groupe que du matériau des modules d'échangeur

de chaleur (43, 44, 45) du deuxième groupe.

5.- Sous-station de transfert de chaleur suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que les modules d'échangeur de chaleur (41, 42) du premier groupe et les modules d'échangeur de chaleur (43, 44, 45) du deuxième groupe sont connectés, par leurs connexions retour primaires (M-02) par groupes en parallèle, mais à des dispositifs collecteurs retour

(54, 55) différents menant respectivement à des soupa-

pes de régulation (26, 27).

6.- Sous-station de transfert de chaleur suivant la revendication 2, caractérisée par le fait

que le dispositif distributeur aller (54) et les dispo-

sitifs collecteurs retour (54, 55) différents présen-

tent respectivement une cuve principale à peu près cylindrique d'o partent à des intervalles identiques des connexions (52, 56) pour les modules d'échangeur de

chaleur (41, 42, 43, 44, 45).

7.- Sous-station de transfert de chaleur suivant la revendication 6, caractérisée par le fait que les connexions (52, 56) sont munies de moyens

d'assemblage par vissage.

8.- Sous-station de transfert de chaleur suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que les connexions aller et retour secondaires (M-03, M-04) des modules d'échangeur de chaleur (52, 56) du premier et du deuxième groupes sont respectivement reliées à un dispositif collecteur aller et à un

distributeur retour (61, 66; 65, 68) formés respecti-

vement par une cuve avec des connexions partant latéra-

lement à des intervalles réguliers.

9.- Sous-station de transfert de chaleur suivant la revendication 8, caractérisée par le fait que les connexions sont munies de systèmes d'assemblage

par vissage.

10.- Sous-station de transfert de chaleur

suivant les revendications 6 et 8, caractérisée par le

fait que les connexions du dispositif distributeur aller primaire (51) pour tous les modules d'échangeur de chaleur (41, 42, 43, 44, 45) sont disposées sur une ligne commune et sont orientées parallèlement entre elles; que les connexions des dispositifs collecteurs retour primaires (54, 55) pour tous les modules d'échangeur de chaleur (41, 42, 43, 44, 45) sont disposées sur une ligne commune et sont orientées parallèlement entre elles; que les connexions des dispositifs collecteurs aller secondaires (61, 66) pour tous les modules d'échangeur de chaleur (41, 42, 43, 44, 45) sont disposées sur une ligne commune et sont orientées parallèlement entre elles; et que les

connexions des dispositifs distributeurs aller secon-

daires (65, 68) pour tous les modules d'échangeur de chaleur (41, 42, 43, 44, 45) sont disposées sur une ligne commune et sont orientées parallèlement entre elles.

11.- Sous-station de transfert de chaleur suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que les modules d'échangeur de chaleur (41, 42) du premier groupe présentent chacun au moins un canal en cuivre menant de la connexion aller primaire à la

connexion retour primaire et sont de préférence consti-

tués entièrement en cuivre.

12.- Sous-station de transfert de chaleur suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que les modules d'échangeur de chaleur (41, 42) du premier groupe présentent chacun au moins un canal en acier inoxydable menant de la connexion d'entrée primaire à la connexion de sortie primaire et sont de

préférence constitués entièrement en acier inoxydable.

13.- Sous-station de transfert de chaleur

suivant les revendications 11 et 12, caractérisée par

le fait que les modules d'échangeur de chaleur (41, 42) du premier groupe sont connectés à au moins un circuit

d'alimentation de chaleur (3).

14.- Sous-station de transfert de chaleur

suivant les revendications 11 et 12, caractérisée par

le fait que les modules d'échangeur de chaleur (43, 44, ) du deuxième groupe servent à l'alimentation d'une

installation d'eau sanitaire (7).

15.- Sous-station de transfert de chaleur suivant la revendication 5, caractérisée par le fait qu'elle comprend un dispositif de régulation (25) auquel sont raccordées des soupapes de régulation (26, 27) des dispositifs collecteurs retour (54, 55),

lesquelles soupapes peuvent être régulées indépendam-

ment les unes des autres par le dispositif de régula-

tion (25).

16.- Sous-station de transfert de chaleur suivant la revendication 15, caractérisée par le fait qu'au moins un détecteur de température (21, 22) est associé respectivement aux modules d'échangeur de chaleur (41, 42) du premier groupe et aux modules d'échangeur de chaleur (43, 44, 45) du deuxième groupe et que le dispositif de régulation (25) compare la température définie par les détecteurs de température (21, 22) à une température de consigne constante ou prédéterminée en fonction du temps, et règle la soupape

de régulation (26, 27) respective en fonction du résul-

tat de cette comparaison.

17.- Sous-station de transfert de chaleur

suivant les revendications 11, 12 et 16 prises dans

leur ensemble, caractérisée par le fait que le disposi-

tif distributeur aller primaire (51) est précédé d'une soupape (53) par laquelle la pression de vapeur peut

être réglée par le dispositif de régulation (25).

18.- Sous-station de transfert de chaleur

suivant les revendications 11, 12 et 16 prises dans

leur ensemble, caractérisée par le fait que les modules d'échangeur de chaleur (41, 42) du premier groupe et les modules d'échangeur de chaleur (43, 44, 45) du deuxième groupé sont connectés respectivement à des dispositifs distributeurs aller séparés dont chacun est précédé d'une soupape par laquelle la pression de vapeur est réglable par le dispositif de régulation

(25) par groupes séparément pour les modules d'échan-

geur de chaleur (41, 42, 43, 44, 45).