Pompe à corps double à circulation

Description

[0001] L'invention concerne les pompes, et plus précisément, les pompes à corps double utilisées dans les circuits d'eau chaude sanitaire.

[0002] La demanderesse commercialise dans la gamme CXL des pompes à corps double voir FR-A-2 105 733 et DE-A-1 528 649. Des telles pompes sont recommandées pour la circulation de l'eau chaude ou glacée dans les circuits de chauffage ou de climatisation ; elles permettent une sécurité accrue, une des deux pompes servant de pompe de secours en cas de panne de l'autre pompe. La figure 1 est une représentation schématique en coupe d'une telle pompe ; elle présente un corps de pompe 2 double, avec une entrée unique 4 et une sortie unique 6. Le corps de pompe présente deux corps 8 et 10, ayant chacun un orifice d'aspiration débouchant au niveau de l'entrée de la pompe. Dans chaque corps est prévu un rotor 12 ou 14, entraîné chacun en rotation par un moteur non représenté sur la figure. Chaque rotor refoule vers la sortie de la pompe le fluide aspiré par l'orifice d'aspiration, à travers un orifice de refoulement. Un clapet 16 au niveau des orifices de refoulement des deux corps obture un des deux orifices de refoulement. Le fonctionnement d'une telle pompe est le suivant. A tout moment, seul un des deux moteurs est en fonctionnement, de telle sorte qu'un seul des deux rotors est entraîné en rotation. Sous l'effet du fluide refoulé par le rotor en rotation, le clapet 16 obture l'orifice de refoulement de l'autre corps. Le clapet 16 assure que le fluide refoulé par une pompe est effectivement refoulé vers l'orifice de sorte du corps double, et ne circule pas à travers l'autre pompe.

[0003] La figure 2 montre une installation de distribution d'eau chaude sanitaire, dans laquelle une telle pompe à corps double peut être utilisée. Une source d'eau chaude 18 fournit vers un circuit de distribution 20 de l'eau chaude. Le circuit de distribution alimente plusieurs points de puisage 22 - trois dans l'exemple de la figure. Un des problèmes rencontrés dans une telle installation est le refroidissement de l'eau chaude dans le circuit de distribution, en absence de puisage, du fait des pertes calorifiques. Dans ce cas, le temps d'attente au puisage pour obtenir de l'eau chaude augmente, en fonction de la distance entre le point de puisage et la source d'eau chaude. Une solution à ce problème consiste à prévoir un circuit de bouclage, entre les points de puisage et la source d'eau chaude. Dans l'exemple de la figure, ce circuit de bouclage comprend une canalisation de bouclage 24 et une pompe double 26. La pompe refoule au voisinage de l'entrée de la source d'eau chaude 20. Un tel circuit de bouclage permet de maintenir une circulation d'eau chaude dans l'installation, même en dehors de tout puisage, et réduit le temps d'attente au puisage d'eau. Classiquement, comme dans l'exemple de la figure, la pompe double 26 comprend une pompe principale 28, qui assure la circulation de l'eau en régime normal de fonctionnement, et une pompe de secours 30, qui ne fonctionne qu'en cas de panne de la pompe principale. L'installation présente de ce fait des bras morts 32 et 34, qui en fonctionnement normal de la pompe, ne sont pas traversés par un courant. Dans l'exemple, le bras 32 est traversé par un courant lorsque la source d'eau chaude est alimentée par le réseau ; toutefois, le bras 32 n'est pas traversé par un courant en l'absence de puisage.

[0004] Il est par ailleurs recommandé, notamment dans les installations d'eau chaude, de limiter autant que possible le volume des bras morts et des points de stagnation. Le guide technique n°1 concernant la protection des réseau de distribution d'eau destinée à la consommation humaine (DT27), édité par la Direction générale de la Santé du Ministère chargé de la Santé, suggère d'éviter les zones mortes, les changements brusques de direction, les inversions du sens de circulation de l'eau dans le cas de bouclage. Health and Security Executive, The control of Legionellosis including legionnaire's disease, suggère pour éviter la prolifération de legionella dans les installations de distribution d'eau chaude sanitaire, de limiter les bras morts. De fait, les bactéries provoquant la légionellose se développent particulièrement à une température de l'ordre de 35°C, qui est atteinte dans les bras morts du fait de l'abaissement de la température.

[0005] L'utilisation de pompes à corps double permet d'éviter les bras morts, dans la mesure où une seule tuyauterie est nécessaire pour connecter la pompe. Toutefois, il peut subsister une zone d'eau stagnante dans la partie du corps de pompe où le rotor ne tourne pas. Ce problème de stagnation des eaux dans un des corps d'une pompe à corps double n'est pas décrit dans l'état de la technique pour les pompes à corps double. L'invention vise à résoudre ce problème nouveau. Elle propose une solution qui est simple de mise en oeuvre, qui préserve le rendement de la pompe, et qui ne nécessite aucune intervention.

[0006] Plus précisément, l'invention propose une pompe à corps double, présentant une entrée et une sortie, un premier corps de pompe avec un premier orifice d'aspiration débouchant dans l'entrée et un premier orifice de refoulement débouchant dans la sortie, un deuxième corps de pompe avec un deuxième orifice d'aspiration débouchant dans l'entrée et un deuxième orifice de refoulement débouchant dans la sortie, un clapet obturant alternativement le premier ou le deuxième orifice de refoulement, caractérisé par une ouverture voisine du clapet entre les premier et deuxième corps de pompe.

[0007] Dans un mode de réalisation, l'ouverture est ménagée dans le clapet. Dans un autre mode de réalisation, elle est ménagée dans le corps de pompe ou dans le siège du clapet.

[0008] Avantageusement, le débit dans le corps de pompe dont l'orifice de refoulement est obturé par le clapet est compris entre 150 et 250 1/h au régime nominal de la pompe. Un débit d'environ 200 1/h est préférable.

[0009] Dans un mode de réalisation, le fluide dans le corps de pompe dont l'orifice de refoulement est obturé par le clapet est renouvelé en une durée inférieure à 30 s au régime nominal de la pompe.

[0010] L'invention propose aussi une installation de distribution d'eau chaude sanitaire, présentant une telle pompe. Dans un mode de réalisation la chute de température entre le corps de pompe dont l'orifice de refoulement n'est pas obturé par le clapet et le corps de pompe dont l'orifice de refoulement est obturé par le clapet est inférieure à 5°C au régime nominal de la pompe.

[0011] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l'invention, donnée à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés qui montrent :

• figure 1 une représentation schématique en coupe d'une pompe à corps double connue ;
• figure 2 une représentation schématique d'une installation de distribution d'eau chaude sanitaire avec circulation ;
• figure 3 une représentation schématique en coupe d'une pompe à corps double selon une premier mode de réalisation de l'invention ;
• figure 4 une représentation schématique en coupe d'une pompe à corps double selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.

[0012] L'invention propose de prévoir dans une pompe à corps double, une circulation d'eau à travers le corps de la pompe qui n'est pas en fonctionnement. Cette circulation d'eau évite la stagnation d'eau, limite l'abaissement de la température, et supprime le problème des bras morts.

[0013] La figure 3 est une représentation schématique en coupe d'une pompe à corps double selon un premier mode de réalisation de l'invention. La pompe est similaire à celle de la figure 1; elle présente toutefois une ouverture assurant une circulation d'eau, à travers le corps de pompe qui ne fonctionne pas. L'ouverture est située dans la zone du clapet, ou est voisine du clapet ; autrement dit, cette ouverture se trouve par rapport à chacune des pompes du côté de refoulement de la pompe. L'ouverture relie les corps de pompe 8 et 10; sa taille est calibrée pour permettre à travers le corps de la pompe qui ne fonctionne pas une circulation de fluide propre à éviter la stagnation d'eau.

[0014] Dans le mode de réalisation de la figure 3, l'ouverture 36 est ménagée dans le clapet 16. La circulation de fluide dans la pompe à corps double est symbolisée sur la figure par des flèches. La flèche double au niveau de l'entrée 4 de la pompe symbolise le flux de fluide aspiré, et la flèche double au niveau de la sortie 6 de la pompe symbolise le flux de fluide refoulé par la pompe. La pompe de gauche sur la figure est en fonctionnement. Sous l'effet de la pression du fluide refoulé par le rotor 12, le clapet 16 est repoussé et obture l'orifice de refoulement du corps de pompe 10. L'ouverture ménagée dans le clapet 16 permet un passage de fluide à travers le corps de pompe 10, dans le sens contraire de la circulation du fluide en cas de fonctionnement. Le fluide circule comme symbolisé sur la figure par les flèches simples, à travers l'ouverture 36, le corps de pompe 10, et l'orifice d'aspiration du corps de pompe 10. Cette circulation, ou court-circuit de fluide, à contre sens permet d'éviter toute stagnation du fluide dans le corps de pompe qui n'est pas utilisé.

[0015] En cas de panne, lors de la mise en marche du rotor 14, le clapet 16 est repoussé par le fluide refoulé par la pompe de secours, et s'appliquer sur l'orifice de refoulement du corps de pompe 8. De la même façon, l'ouverture 36 permet alors d'assurer une circulation dans le corps de pompe 8, dans le sens inverse du courant habituel dans ce corps de pompe en cas de fonctionnement de la pompe.

[0016] La taille de l'orifice dépend du débit du courant souhaité à travers la pompe qui n'est pas utilisée. Typiquement, on peut utiliser une ouverture qui est assure que le débit dans la pompe inactive est compris entre 150 et 250 l/h, de préférence voisin de 200 l/h. La taille de l'ouverture peut être déterminée facilement en fonction de ce débit et de la pression en sortie de la pompe en régime nominal.

[0017] Le courant est alors suffisant pour éviter la stagnation de fluide et garantir le renouvellement de fluide. Dans le cas où la pompe selon l'invention est utilisée pour une circulation d'eau chaude, une telle taille de l'ouverture permet que la température de l'eau dans la pompe de secours soit voisine de la température de l'eau dans la pompe en service. Dans une pompe présentant la structure générale de la figure 3, pour un débit de 200 l/h dans la pompe de secours, la température dans le corps de la pompe de secours est de l'ordre de 59,5°C, lorsque la température de l'eau est de 60°C. La chute de température est ainsi largement inférieure à 5°C. Par ailleurs, une telle taille d'ouverture ou un tel débit est suffisant pour assurer le renouvellement de dans le corps de la pompe de secours. Si le corps de pompe de secours est rempli d'eau colorée, le colorant disparaît de l'eau refoulée après une durée de l'ordre de quelques secondes. L'invention évite ainsi toute stagnation dans le corps de la pompe qui n'est pas utilisé. Une limite de 30 s pour le renouvellement du fluide dans la pompe de secours est avantageuse.

[0018] La limite inférieure du débit ou de la taille de l'ouverture peut aussi être choisie de sorte à éviter toute obturation de l'ouverture, par des impuretés ou des effets de boue, notamment dans les installations de distribution d'eau chaude ; la valeur de 150 1/h correspond à une taille d'environ 3 mm², et évite les obturations de l'ouverture en fonctionnement normal. La limite supérieure à la taille de l'ouverture évite par ailleurs que la mise en oeuvre de l'invention n'affecte le rendement et les performances de la pompe en fonctionnement. Dans l'exemple d'une pompe présentant la structure de la figure 3, la baisse de rendement de la pompe provoquée par l'ouverture de l'invention est inférieure à 5%.

[0019] La figure 4 montre une vue similaire à celle de la figure 3, dans un deuxième mode de réalisation. A l'inverse du cas de la figure 3, dans ce mode de réalisation, l'ouverture 38 n'est pas ménagée dans le clapet 16, mais dans le siège du clapet, ou au voisinage de celui-ci. Le fonctionnement de la pompe est exactement similaire au fonctionnement de la pompe décrite en référence à la figure 3, et la taille de l'ouverture 38 peut identique à celle de l'ouverture 36 de la figure 3.

[0020] Le mode de réalisation de la figure 3 présente par rapport au mode de réalisation de la figure 4 l'avantage de ne pas nécessiter de modification du corps de pompe. Il permet d'utiliser le même corps de pompe double pour des pompes mettant en oeuvre l'invention, et pour des pompes qui ne l'utilisent pas. A l'inverse, le mode de réalisation de la figure 4 permet d'utiliser les mêmes types de clapets pour des pompes mettant en oeuvre l'invention, et pour des pompes qui ne l'utilisent pas.

[0021] La pompe de la figure 3 ou de la figure 4 s'applique avantageusement dans une installation du type de celle de la figure 2. Dans une telle installation, elle permet de supprimer les bras morts au niveau de la pompe du circuit de bouclage.

[0022] Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art. On pourrait ainsi utiliser une structure de pompe différente de celle des figures 1, 3 ou 4. L'invention est décrite dans son application préférée à la circulation d'eau chaude sanitaire ; dans cette application, elle permet notamment d'éviter ou de limiter les risques de prolifération bactérienne, par exemple de légionellose. Il est clair que l'invention s'applique plus généralement dans tous les cas où une circulation de fluide est souhaitable, et par exemple, pourrait s'appliquer si la pompe est utilisée pour la circulation de produits alimentaires.

[0023] On peut aussi utiliser l'invention avec des tailles d'ouverture différentes de celles qui sont mentionnées plus haut, en fonction du débit recherché dans la pompe de secours, ou du rendement de la pompe. 1

Revendications

1. Une pompe à corps double (2), présentant une entrée (4) et une sortie (6), un premier corps de pompe (8) avec un premier orifice d'aspiration débouchant dans l'entrée et un premier orifice de refoulement débouchant dans la sortie, un deuxième corps de pompe (10) avec un deuxième orifice d'aspiration débouchant dans l'entrée et un deuxième orifice de refoulement débouchant dans la sortie, un clapet obturant alternativement le premier ou le deuxième orifice de refoulement, caractérisé par une ouverture (36, 38) voisine du clapet entre les premier et deuxième corps de pompe.

2. La pompe de la revendication 1, caractérisée en ce que l'ouverture (36) est ménagée dans le clapet.

3. La pompe de la revendication 1, caractérisée en ce que l'ouverture (38) est ménagée dans le corps de pompe.

4. La pompe de l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le débit dans le corps de pompe dont l'orifice de refoulement est obturé par le clapet est compris entre 150 et 250 l/h au régime nominal de la pompe.

5. La pompe de la revendication 4, caractérisée en ce que le dit débit est d'environ 200 l/h.

6. La pompe de l'une des revendication 1 à 5, caractérisée en ce que le fluide dans le corps de pompe dont l'orifice de refoulement est obturé par le clapet est renouvelé en une durée inférieure à 30 s au régime nominal de la pompe.

7. Une installation de distribution d'eau chaude sanitaire, comprenant une pompe selon l'une des revendications 1 à 6.

8. L'installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la chute de température entre le corps de pompe dont l'orifice de refoulement n'est pas obturé par le clapet et le corps de pompe dont l'orifice de refoulement est obturé par le clapet est inférieure à 5°C au régime nominal de la pompe.

Claims

1. A double casing pump (2), having one intake (4) and one outlet (6), a first pump casing (8) with a first suction port opening into the intake and a first discharge port opening into the outlet, a second pump casing (10) with a second suction port opening into the intake and a second discharge port opening into the outlet, a valve alternately closing off the first or the second discharge port, characterised by an opening (36, 38) close to the valve between the first and second pump casings.

2. The pump in claim 1, characterised in that the opening (36) is made in the valve.

3. The pump in claim 1, characterised in that the opening (38) is made in the pump casing.

4. The pump in one of claims 1 to 3, characterised in that the flow rate in the pump casing the discharge port of which is closed off by the valve is comprised between 150 and 250 l/h at the rated speed of the pump.

5. The pump in claim 4, characterised in that the said flow rate is around 200 l/h.

6. The pump in one of claims 1 to 5, characterised in that the fluid in the pump casing the discharge port of which is closed off by the valve is replaced within a time period of less than 30 s at the rated speed of the pump.

7. A domestic hot water distribution system, comprising a pump according to one of claims 1 to 6.

8. The system according to claim 7, characterised in that the drop in temperature between the pump casing the discharge port of which is not closed off by the valve and the pump casing the discharge port of which is closed off by the valve is less than 5°C at the rated speed of the pump.

Ansprüche

1. Pumpe mit Doppelkörper (2) mit einem Eingang (4) und einem Ausgang (6), einem ersten Pumpenkörper (8) mit einer ersten Ansaugöffnung, welche in den Eingang mündet, und einer ersten Förderöffnung, welche in den Ausgang mündet, einem zweiten Pumpenkörper (10) mit einer zweiten Ansaugöffnung, welchen in den Eingang mündet, und einer zweiten Förderöffnung, welche in den Ausgang mündet, einer Klappe, welche wechselweise die erste oder die zweite Förderöffnung verschließt, gekennzeichnet durch eine Öffnung (36, 38) in der Nähe der Klappe zwischen dem ersten und zweiten Pumpenkörper.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (36) in der Klappe eingerichtet ist.

3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (38) in dem Pumpenkörper eingerichtet ist.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördermenge in dem Pumpenkörper, dessen Förderöffnung durch die Klappe verschlossen ist, im Nennbetrieb der Pumpe zwischen 140 und 250 l/h enthalten ist.

5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchfluss etwa 200 1/h ist.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid in dem Pumpenkörper, dessen Förderöffnung durch die Klappe verschlossen ist, im Nennbetrieb der Pumpe in einer Zeitdauer erneuert wird, welche geringer als 30 s ist.

7. Sanitäre Anlage zur Verteilung von heißem Wasser, umfassen eine Pumpe nach einem der Ansprüche 1-6.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturabfall zwischen dem Pumpenkörper, dessen Förderöffnung nicht durch die Klappe verschlossen ist, und dem Pumpenkörper, dessen Förderöffnung durch die Klappe verschlossen ist, im Nennbetrieb der Pumpe geringer als 5°C ist.

Dessins