Appareil de chauffage

Abstract

 Cet appareil comporte un carter isolant (11) divisé en deux compartiments superposés, le compartiment supérieur renfermant un bloc d'accumulation (3) chauffé par des résistances électriques (6), le tout reposant sur un bâti (1) en forme de U renversé dans lequel est ménagé le compartiment inférieur qui reçoit un tiroir (12) amovible portant un ventilateur (14), un échangeur de chaleur air- eau (13) et un volet de répartition d'air (15). Deux ouvertures (9) et (10) permettent de faire communiquer respectivement la sortie et l'entrée du ventilateur (14) avec un canal de distribution (7) et un canal collecteur d'air (8). Deux plaques avant et arrière (12a, 12b) du tiroir (12) délimitent une partie inférieure du canal de circulation d'air et séparent les organes sensibles du flux d'air chaud.

Description

Domaine technique

[0001] La présente invention se rapporte à un appareil de chauffage comprenant un carter isolant divisé en deux compartiments supérieur et inférieur renfermant un bloc de stockage thermique muni de résistances électriques de chauffage, respectivement un échangeur de chaleur et un ventilateur.

Etat de la technique

[0002] Les appareils de chauffage à accumulation comportent généralement un bloc d'accumulation en briques réfractaires, des résistances électriques pour chauffer ce bloc, un circuit en boucle fermée pour faire circuler de l'air afin d'extraire la chaleur accumulée dans le bloc, un ventilateur placé dans ce circuit et un échangeur air/eau pour chauffer l'eau d'une installation de chauffage central. Mis à part les briques constituant le bloc d'accumulation, tous les autres éléments sont susceptibles de défaillances, d'où l'importance de concevoir un appareil permettant un dépannage rapide. En effet, un tel appareil appelé à fonctionner sans interruption durant plusieurs mois consécutifs, il est indispensable que la défaillance de l'un des organes puisse être réparée rapidement. Suivant la position des organes, ils sont malaisément accessibles et l'intervention peut être rendue encore plus difficile en raison de la chaleur accumulée dans le bloc. Ces différents facteurs peuvent donc rendre la réparation longue et pénible. En outre, la pièce défaillante sur l'organe responsable de la panne peut nécessiter une intervention plus ou moins délicate, cette pièce peut faire éventuellement défaut et, une fois l'organe réparé, il y a lieu de le remettre correctement en place dans l'appareil.

[0003] Il n'est pas impossible qu'une telle panne rende l'installation de chauffage central inutilisable durant plusieurs heures voire davantage, suivant le cas. En effet la panne peut se produire la nuit ou un jour férié où il sera bien souvent impossible de trouver un installateur pour y remédier, surtout si la remise en marche de l'appareil demande plusieurs heures de travail. Il est bien entendu qu'une telle situation entraîne toujours une gêne certaine et peut même avoir des conséquences fâcheuses au cas où la température extérieure est extrêmement rigoureuse.

[0004] En outre, la plupart du temps, les organes sensibles tels que le moteur du ventilateur et les roulements sont peu ou pas protégés du courant d'air chaud circulant en boucle fermée. Or la tenipératu- re de cet air, même après son refroidissement à travers l'échangeur, peut atteindre des valeurs relativement élevées, notamnent lorsque le bloc d'accumulation est à sa température maximum. Il y a en effet a priori, une certaine contradiction dans le besoin de réaliser un appareil dans lequel les organes d'échange, de circulation et de régulation sont facilement et rapidement démontables et l'isolation des éléments sensibles, moteurs et roulements, du courant d'air chaud circulant en boucle fermée.

[0005] Il a déjà été proposé dans le brevet AT 309 607 de fixer sous le bloc accumulateur de chaleur un support présentant la forme d'un conduit de circulation d'air et renfermant l'échangeur de chaleur et le ventilateur. D'une part, ce support n'est pas monté coulissant mais doit être fixé par ses deux extrèmités, nécessitant un démontage délicat en cas de réparation d'urgence lorsque le bloc est chaud, d'autre part, ce qui est sans doute encore plus gênant, le ventilateur et son moteur sont emprisonnés dans le conduit de circulation d'air. Même disposé en aval de l'échangeur de chaleur, le moteur et les organes de roulement sont. soumis à des conditions de travail sévères étant exposés à des températures de l'ordre de 150°C sans compter les risques de surchauffe accidentelle.

[0006] Dans le DE-OS 1 958 077, on a proposé de monter un ventilateur d'un appareil de chauffage à accumulation dans un compartiment latéral de l'appareil pour permettre de l'extraire en le tirant depuis le devant de l'appareil. A cet effet, ce ventilateur est positionné par des éléments élastiques appuyant contre les parois de ce can- partiment. Seul le ventilateur est amovible, en outre rien n'est prévu pour protéger son moteur et ses .roulements exposés au flux d'air chaud.

[0007] Le DE-OS 1 579 181 se rapporte à un appareil de chauffage à ac- cumulaticn dans lequel le ventilateur est solidaire d'un carter monté amovible à la partie inférieure de l'appareil et ravançant sur la face avant de celui-ci. Un échangeur de chaleur et un déflecteur sont montés coulissant sur deux rails, s'étendant sous le bloc d'accumulation. Dans cette construction, on a ramené en quelque sorte le ventilateur vers l'avant pour le rendre indépendant et éloigner son moteur du canal d'air chaud et on a disposé un déflecteur à la place normale du ventilateur pour guider l'air à travers la roue du ventilateur.

[0008] Cette solution présente l'inconvénient de déplacer tout le ventilateur de la trajectoire normale du circuit d'air alors que seuls, le moteur et les roulements doivent être protégés, ce qui conduit à séparer les différents éléments, clapet de réglage, échangeur et ventilateur les uns des autres.

[0009] Il apparaît qu'aucune solution proposée jusqu'ici ne permet de résoudre de manière satisfaisante, le problème de l'intervention d'urgence sur un appareil dont le bloc d'accumulation est chaud tout en offrant une protection efficace aux organes sensibles vis-à-vis du flux d'air chaud en circulation.

Exposé de l'invention

[0010] Le but de la présente invention est de remédier au moins en partie à ces inconvénients en proposant un appareil dont la conception facilite au maximum toute intervention urgente consécutive à la défaillance d'un organe tout en offrant une protection aux organes sensibles vis-à-vis de la chaleur.

[0011] A cet effet, cette invention a pour objet un appareil de chauffage comprenant un carter isolant divisé en deux compartiments supérieur et inférieur renfermant un bloc de stockage thermique muni de résistances électriques de chauffage, respectivement un échangeur de chaleur et un ventilateur, cet appareil comprenant également un canal de circulation d'air en circuit fermé présentant des canaux de convexicn traversant ledit bloc, reliant un canal de distribution à un canal collecteur d'air, communiquant tous deux avec la sortie, respectivement l'entrée dudit ventilateur à travers ledit échangeur de chaleur. Cet appareil est caractérisé par le fait que cet échangeur de chaleur et ce ventilateur sont solidaires d'un support car mun monté amovible dans le compartiment inférieur, une portion au moins de ce support servant à délimiter la partie inférieure dudit canal de circulation d'air et à former une cloison de séparation entre les organes d'entraînement et de pivotement d'une part, et la roue du ventilateur d'autre part située à l'intérieur de ce canal.

Brève description de la figure

[0012] La figure unique du dessin annexé illustre très schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil objet de l'invention, vue en perspective.

Meilleure manière de réaliser l'invention

[0013] L'appareil illustré comporte un bâti 1 en forme de U renversé. Sa partie horizontale porte un empilement de briques réfractaires 2 formant le bloc d'accumulation 3. Des éléments en fonte 4 sont interposés entre chaque étage de briques 2. Ces éléments 4 ménagent chacun un logement 5 recevant une résistance électrique 6. Des canaux de convection sont ménagés sur les faces des éléments 4 entre les faces opposées du bloc d'accumulation 3 adjacentes à la face avant illustrée par cette figure. Ces canaux font communiquer un canal de distribution d'air 7 à un canal collecteur 8. Deux ouvertures 9 et 10 font communiquer respectivement les canaux 7 et 8 avec l'espace inférieur situé entre les branches du bâti 1 en U. Un carter métallique recouvert intérieurement d'une isolation thermique lla enveloppe toute la partie de l'appareil qui vient d'être décrite et forme ainsi un compartiment supérieur de cet appareil destiné à être fermé par un panneau isolant placé contre la face du bloc d'accumulation 3 illustrée.

[0014] La branche transversale du bâti 1 en U sur laquelle repose le bloc d'accumulation 3 déborde des branches verticales sur lesquelles cette branche transversale repose pour venir en contact avec le carter métallique 11.

[0015] Un compartiment inférieur est ménagé à l'intérieur du bâti 1 en forme de U renversé, et est destiné à recevoir un tiroir 12 illustré en position tirée et entre deux plaques avant 12a et 12b duquel sont disposés un échangeur de chaleur air-eau 13 destiné à venir à une certaine distance de la branche verticale du bâti 1 pour permettre le passage de l'air sortant de l'ouverture 10, un ventilateur tangentiel dont on aperçoit essentiellement le moteur 14 disposé sur le devant de la plaque avant 12a du tiroir 12 dont la roue s'étend sur toute la profondeur du tiroir 12 et un volet de répar- titicn d'air 15 monté oscillant et commandé par un servo-moteur synchrone 16 disposé également sur le devant de la plaque avant 12a du tiroir 12. Ce volet de répartition 15 sert à répartir l'air entre l'ouverture 9 et un passage de dérivation ménagé sous la branche horizontale du bâti 1. Cette répartition d'air est réalisée en fonction de la puissance nécessaire au chauffage de l'eau. Le volet 15 est constitué par un demi-cylindre oscillant entre les deux positions limites dans lesquelles il ferme l'ouverture 9, respectivement le passage de dérivation.

[0016] Lorsque le tiroir 12 est en place, un joint d'étanchéité 12c disposé derrière la plaque avant 12a vient appuyer contre le bâti 1. Un joint peut être également disposé derrière la plaque arrière 12b, notamment pour protéger le roulement arrière de la zone du ventilateur. Ainsi, en position fermée du tiroir 12, le canal d'écoulement d'air entre les ouvertures 9 et 10 est délimité par les plaques avant et arrière 12a, 12b du tiroir 12, les moteurs 14 et 16 et les roulements de la roue du ventilateur étant ainsi séparés du flux d'air chaud.

[0017] L'échangeur de chaleur air-eau 13 est relié au circuit de chauffage central par deux conduits 17 et 18 d'amenée, respectivement d'évacuation d'eau.

[0018] Le contact entre la branche transversale du bâti 1 et le carter métallique 11 assure une légère déperdition thermique, au maximum 5% lorsque le bloc d'accumulation 3 est à sa température maximum de 650°C. Le rôle de cette déperdition est d'assurer une protec- tien du compartiment inférieur et d'empêcher un flambage du bâti et une transformation de l'eau en vapeur en cas de panne d'électricité intervenant au moment où le bloc d'accumulation est très chaud. Des essais ont montré qu'une faible déperdition suffit pour atteindre ce but. La dépense énergétique est par ailleurs tolérable, la déperdition de 5% diminuant au fur et à mesure que la température du bloc d'accumulation s'abaisse.

[0019] Le tiroir 12 logé dans le compartiment inférieur de l'appareil renferme tous les organes susceptibles d'engendrer une panne nécessitant l'arrêt de l'appareil et par conséquent l'arrêt de l'instal- laticn de chauffage.

[0020] Dans ce cas, le tiroir 12 peut être séparé de l'appareil en enlevant le panneau du carter rapporté sur la face ouverte de l'appareil illustré par le dessin, en débranchant les conduits 17 et 18 du circuit de circulation d'eau et en tirant le tiroir. Au cas où la panne récessite un travail important ou si cette panne intervient à un moment où elle ne peut être réparée rapidement, il suffit alors de remettre un tiroir de rechange à la place en attendant que la cause de la panne soit réparée. Une telle intervention ne nécessite que quelques minutes de travail de sorte qu'elle peut être faite en cas d'urgence même un jour férié, sans entraîner un arrêt prolongé de l'installation. Il suffit pour cela que l'installateur ait à dispo- si tien un tiroir de rechange en état de marche.

[0021] Même dans le cas où la réparation peut être faite sans délai, cette disposition des organes vitaux de l'appareil dans un seul compartiment et solidaires d'un support commun monté amovible dans ce compartiment, présente un intérêt évident. En effet, le temps de démontage du tiroir est extrêmement court et l'opération est facile. Le fait de sortir le tiroir de l'appareil permet de le laisser refroidir. Il ne faut pas oublier qu'en général une intervention urgente survient alors que l'appareil fonctionne et que le bloc d'accumulation 3 est chaud, sa température étant comprise entre 250°C et 650°C. Le fait de pouvoir séparer les organes susceptibles de défaillances, ensemble de l'appareil, permet donc de travailler sur des pièces refroidies, facilitant les opérations et accélérant leur déroulement.

[0022] Outre les organes contenus dans le tiroir 12, seules les résistances sont susceptibles d'être en panne. Encore faut-il remarquer que sur les résistances chauffant le bloc d'accumulation de la chaudière illustrée, la défaillance d'une résistance ne nécessite pas une intervention urgente étant donné qu'elle ne met pas l'installation de chauffage en panne. Toutefois, l'appareil décrit a été conçu pour permettre un remplacement facile des résistances électriques 6. L'accès à ces résistances est rendu possible par l'enlèvement du panneau latéral du carter 11 et de l'isolation qui est placée entre ce panneau et le bloc d'accumulation 3. On peut remarquer que le panneau latéral d'accès au tiroir 12 et celui d'accès aux résistances électriques 6 se trouvent sur une même face latérale de la chaudière. Cette particularité est importante étant donné qu'elle permet l'encastrement de l'appareil, seule sa face latérale, donnant accès au tiroir 12 et aux résistances électriques 6, devant être dégagée. Lorsque le panneau fermant le compartiment supérieur est enlevé, les résistances 6 peuvent être extraites du bloc 3 en les faisant simplement glisser hors de leurs logements 5.

Revendications

1. Appareil de chauffage comprenant un carter isolant divisé en deux compartiments supérieur et inférieur renfermant un bloc de stockage thermique muni de résistances électriques de chauffage, respectivement un échangeur de chaleur et un ventilateur, cet appareil comprenant également un canal de circulation d'air en circuit fermé présentant des canaux de convexion traversant ledit bloc, reliant un canal de distribution à un canal collecteur d'air, communiquant tous deux avec la sortie, respectivement l'entrée dudit ventilateur à travers ledit échangeur de chaleur, caractérisé par le fait que cet échangeur de chaleur et ce ventilateur sont solidaires d'un support commun monté amovible dans le compartiment inférieur, une portion au moins de ce support servant à délimiter la partie inférieure dudit canal de circulation d'air et à former une cloison de séparation entre les organes d'entraînement et de pivotement d'une part, et la roue du ventilateur d'autre part, située à l'intérieur de ce canal.

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que des moyens d'étanchéité sont interposés entre ladite portion servant à délimiter la partie inférieure du canal de circulation d'air et les surfaces du carter isolant contre lesquelles bute cette portion en fin de course dans ledit compartiment inférieur.

3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit support porte de plus un clapet de répartition du débit d'air situé dans la partie inférieure du canal de circulation d'air entre l'entrée dudit canal de distribution et un passage de dérivation ménagé dans le compartiment inférieur, ce clapet étant carman- dé par un servo-moteur séparé du canal de circulation d'air par ladite portion du support délimitant la partie inférieure de ce canal de circulation d'air.

4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit clapet est susceptible d'occuper deux positions extrêmes, l'une dans laquelle l'entrée du canal de distribution est ouverte et le passage de dérivation est fermé, l'autre dans laquelle ce passage de dérivation est ouvert et l'entrée du canal de distribution fermée.

5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un pont thermique est réalisé entre l'intérieur et l'extérieur du carter à travers la partie isolante de ce carter, au niveau de la séparation entre les compartiments supérieur et inférieur pour protéger le compartiment inférieur en cas d'arrêt du ventilateur.

Dessins