Brevet FR2018896A1 — publié le 19700626

La présente invention concerne une chaudière d'accumu- lation de chaleur comportant un noyau d'accumulation entouré d'un isolant et un circuit secondaire. On connais des chaudières d'accumulation de chaleur de ce type qui comportent une chambre de vaporisation située dans un circuit primaire. La chaleur est transmise au circuit secondaire constituant les conduites de chauffage par 1 intermédiaire dBun échangeur de chaleur. Comme les installations de chauffage sont pour la plupart alimentées lors des périodes creuses nocturnes, lors de la mise en fonctionnement le matin, de lDeau fortement refroidie revient dans l'échangeur de chaleur, de sorte que, du ceté pri maire, on a une très forte condensation de vapeur. I1 en résulte que la pression de vapeur bai brutalement dans la chaudière et que beaucoup d'eau froide passe dans la chambre de vaporisation où elle se vaporise avec beaucoup de bruit. La présente invention a pour but dvéviter une telle chute brutale de la pression de vapeur dans la chaudière d9accumu- lation de chaleur, par une introduction d'une grande quantité deeau froide dans la chambre de vaporisation. Ce problème est résolu selon l'invention par une chaudière d'accumulation de chaleur entourée d'un isolant, ayant un noyau d'accumulation traversé par une chambre de vaporisation et un circuit secondaire, chaudière caractérisée en ce que la cham bre de vaporisation a la forme d'un tube de Perkins dont la partie moyenne passe au travers de l'isolation et dont la partie supérieure pénètre dans l'échangeur de chaleur du circuit secondaire. Le tube de Serins n'est rempli que d'une faible quantité d'eau. Le liquide vaporisé se condense dans la partie supérieure pénétrant dans liéchangeur de chaleur, puis revient le long des parois intérieures du tube de Perkins, et arrive de nouveau dans la chaudière d'accumulation de chaleur où cette eau se vaporise de nouveau. Par suite de la faible quantité d'eau de remplissage, la quantité de condensat qui revient est limitée, même lors du retour d'eau très froide, de sorte qu'il ne peut pas y avoir de bruit de vaporisation. De plus, gracie au faible remplissage d'eau, la pression de vapeur et la température ne peuvent jamais atteindre des valeurs élevées. Afin de réduire la hauteur constructive de l'ensemble de l'installation, il est avantageux de disposer l'échangeur de chaleur horizontalement ; ainsi, il est également avantageux que la partie supérieure du tube de Perkins disposée dans l'échangeur de chaleur soit sensiblement horizontale mais inclinée par rapport à la partie restante du tube de Perkins. Si le fluide condense' dans la partie supérieure du tube Perkins stécoule pr la partie moyenne de ce tube située dans l'isolant le liquide est Pour amnniorer ce préchauffage, il est avantageux que la partie moyenne du tube de Perkins soit inclinée de sorte qu'il traverse l'isolant sur une longueur plus grande On peut utiliser comme véhicule de chaleur du circuit secondaire des matières gazeuses ou liquides quelconques, mais dans la plupart des cas on préfère l'eau. La chaudière dSaccumulation de chaleur est chargée la nuit et ainsi le liquide contenu dans le tube Perkins fermé à ses deux extrémités est transformé en vapeur surchauffée. il peut en résulter que, risque la pompe du circuit secondaire est arrêtée, même l'eau de lSéchangeur de chaleur se vaporise. Afin d'éviter que cette vapeur ne monte dans la conduite allant vers les radiateurs et ne dérangent le fonctionnement de la pompe de circulation, on fait descendre tout d'abord, de façon générale, les conduites sortant de l'échangeur de chaleur. Lors du démarrage matinal de l'installation de chauffage une grande quantité d'eau froide arrive brusquement dans l'échangeur de chaleur et absorbe la vapeur qui s'y trouve.Afin que cette vapeur ne soit pas refoulée dans les conduites montantes, il est avantageux que la conduite descendante de l'alimentation de chauffage du circuit secondaire soit munie d'un récipient contenant des éléments de rem, plissages La vapeur descendante se condense dans ce récipient sur les éléments de remplissage qui sont par exemple des anneaux de Raching, contre lesquels la vapeur entre en turbulence avec le liquide de, de sorte qu'elle se condense sans bruit. La solution la plus simple consiste à remplir le tube de Perkins avec une faible quantité d'eau. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant des exemplea de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - La figure 1 représente une chaudière d'accumula- tion de chaleur avec un tube de Perkins vertical. - La figure 2 représente une chaudière d'accumulation de chaleur dont le tube de Perkins est incliné dans sa partie supé rieure. - La figure 3 représente une chaudière d'accumula tion de chaleur dont le tube de Perkins est incliné dans la partie moyenne et vertical dans la partie supérieure. La figure 1 représente une chaudière d'accumula- tion de chaleur comportant un noyau d accumulation 4 entouré d'un isolant 2. Un tube de Perkins est monté dans le noyau dlaccumula- tion et le segment inférieur 6 de ce tube constitue la chambre de vaporisation dont le segment moyen 8 passe au travers de I2 isola tion et dont le segment supérieur 10 pén8ire dans l'échangeur de chaleur 12 du circuit secondaire. Le fluide se vaporisant dans le segment inférieur 6 du tube de Perkins se condense dans le segment supérieur les s'écoule le long des parois du tube de Perkins et se vaporise de nouveau dans le segment inférieur 6 ; de cette façon, le tube de Perkins constitue un circuit primaire fermé.Le cir- cuit secondaire comporte en plus de l'échangeur de chaleur 12,, un retour de chauffage 14 et une alimentation de chauffage 16. Si l'eau contenue dans l'échangeur de chaleur 12 se vaporise pour un chauffage fort de la chaudière d'accumulation de chaleur 4 et ltrs d'un arrdt de circulation, alors l'alimentation de chauffage 16 et le retour de chauffage 14 se remplissent par exemple jusqu'à la ligne indiquée en tirettes Si, lors du chauffage matinal, de l'eau est pompée par l:échangeur de chaleur 12, il peut arriver que la vapeur située au-dessus de la ligne A arrive dans les radiateurs et notamment dans la pompe de circulation.Afin d'éviter cela, on a prévu dans le segment 18 descendant de~l'alimentation de chauffage 16 un récipient 20 de circulation qui comporte par exemple des éléments de remplissage, tel-s que des anneaux Raschig. La vapeur qui passe dans le récipient 20 se condense sur les éléments de remplissage où cette vapeur est au moins partiellement mise en turbulence avec le liquide pour qu'elle se condense sans bruit avec le liquide. La figure 2 représente undispositif ayant une faible hauteur et dans lequel 'échangeur de chaleur 112 est monté incliné. Le segment supérieur 110 du tube de Perkins est incliné léS gèrement vers la droite, afin que le condensat revienne dans la chaudière d'accumulation de chaleur. La figure 3 se distingue de là figure 1 du fait que la partie moyenne 108 du tube de Perkins passe de façon incli née au travers de l'isolant 2, afin d'améliorer à cet endroit lgé- change de chaleur. Le noyau diaccumulation 4 est de préférence réalisé en fonte car, de cette façon, on a un transfert de chaleur particulièrement bon entre le tube de Perkins et le noyau d'accumu1a- tion0 Cependant on peut également utiliser comme noyau d'accumulation des corps liquides ou pulvérulents. Pour améliorer le rendement de l'installation, il est possible de monter en série plusieurs de-s chaudières d'accumu- lation de chaleur décrites. Pour améliorer le transfert de chaleur dans l changeur de chaleur, il est avantageux que la partie - surérieure 10, du tube de Perkins présente des ergots, des pointes ou des nervures. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés. On pourra, au besoin, recourir à dlautres modes et à d'autres formes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVEND I CAT IONS 10) Chaudière d'accumulation de chaleur entourée d'un isolant, ayant un noyau d'accumulation traversé par une chambre de vaporisation et un circuit secondaire, chaudière caractérisée en ce que la chambre de vaporisation a la forme d'un tube de Perkins dont la partie moyenne passe au travers de ltisolation et dont la partie supérieure pénètre dans l'échangeur de chaleur du circuit secondaire, ce qui permet de réduire les chutes de pression et le bruit, lors d'un retour d'eau froide. 20) Chaudière d'accumulation de chaleur selon la revendication 1, caractérisée en ce que le segment supérieur du tube de Perkins, disposé dans l'échangeur de chaleur, est sensiblement horizontal, tout en étant incliné par rapport à la partie restante du tube de Perkins. 30) Chaudière d'accumulation de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la partie moyenne du tube de Perkins est inclinée. 40) Chaudière d'accumulation de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que la conduite descendante du retour de chauffage du circuit secondaire comporte un récipient, traversé par l'écoulement et contenant des éléments de remplissage tels que des anneaux Raschig. 50) Chaudière d'accumulation de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le tube de Perkins est rempli d'une faiblequantité d'eau.