Brevet FR2128295A1 — publié le 19721020

La présente invention se rapporte à un procédé de régulation d'un échangeur de chaleur chauffé à la vapeur, dont le circuit primaire renferme un purgeur de condensat comportant une soupape d'évacuation de de condensat, en fonction de la température de départ du circuit secondaire, ainsi qu'a un purgeur de condensat comportant une cuve à condensat fermée, pouvant être intercalée dans un conduit de condensat, et une soupape d'évacuation-de condensat commandé en fonction du niveau du condensat, dont l'obturateur est accouplé à un organe de réglage qui le commande en fonction du niveau du condensat dans ladite cuve. Les purgeurs de condensat du commerce se composent essentiellement d'une cuve (corps) pouvant être intercalée dans le conduit de condensat, pourvue d'une soupape d'évacuation de condensat commandée par un organe de réglage qui se présente sous la forme d'un flotteur. Lorsque le niveau du condensat s'élève au-dessus d'un seuil prédéterminé, le flotteur ouvre la soupape d'évacuation en permettant ainsi au condensat de stécouler. Par contre, lorsque le niveau du condensat baisse, la soupape se ferme pour empêcher ltéchappement de la vapeur.On connatt, en outre, des purgeurs de condensat thermoplastiques comportant une pile de bilames qui se trouve en liaison avec l'obturateur de la soupape d'évacuation de condensat, ces purgeurs étant réalisés de façon que cette soupape se ferme dès que la pile de bilames est exposée à l'action de la vapeur dont la température est supérieure å celle du condensat. Dans les stations de transfert de chaleur et dans d'autres installations chauffées à la vapeur, ces purgeurs de condensat fonctionnent automatiquement, c'est-à-dire qu'ils ne subissent aucune intervention de réglage l'extérieur. Le réglage du transfert de la chaleur dans un échangeur de chaleur s'effectue, par exemple, par une soupape de réglage du circuit de vapeur, qui est réglée en fonction de la température de dépg-rt du circuit secondaire. La présente invention s'est fixée pour but d'indiquer un moyen plus simple pour régler les conditions de fonctionnement d'un échangeur de chaleur chauffé à la vapeur et se propose, en outre, de réaliser un purgeur de condensat convenant à cet effet. Selon l'invention, on obtient ce résultat par le fait que, pour 4gler les conditions de fonctionnement d'un échangeur! de chaleur chauffé à la vapeur, on agit de l'extérieur sur la soupape d'évacuation de condensat du purgeur de manière à restreindre ltévacuation du condensat lorsque la demande de chaleur du circuit secondaire diminue. Lorsque la demande de chaleur diminue dans le circuit secondaire, ce qui peut, par exemple, être le caspendant la nuit, dans une installation de chauffage à eau chaude, la soupape dtévacuation de condensat du purgeur est soumise de lext6rieur, en fonction de la température de départ mesurée du circuit secondaire, à une. intervention de réglage dans le sens de la fermeture, dans une mesure telle-ques dans ltéchangeur de chaleur, la surface de transfert de chaleur (surface de chauffe) soit inondée avec le condensat retenu exactement de manière que soit transmise la quantité de chaleur voulue.Dans le cas d'une interruption de service, pendant laquelle aucune chaleur ne doit être transmise au circuit secondaire, on inonde toute la surface de transfert de chaleur de l'échangeur avec le condensat retenu, de sorte qu'aucune transmission de chaleur ne peut avoir lieu. Le purgeur de condensat pouvant être utilisé pour ce mode de régulation est caractérisé selon l'invention, par le fait que son obturateur est accouplé à un dispositif de réglage auxiliaire, pouvant être actionné de l'extérieur, qui permet d'agir sur la soupape d'évacuation de condensat, dans le sens de la fermeture, in dépendamment du niveau du condensat. Ce nouveau procédé procure des conditions de régulztibn extrêmement avantageuses, tout en permettant uge simplification considérable de l'installation toute entière. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple nullement limitatif, en réiérence au dessin annexé, sur lequel la figure 1 est une coupe longitudinale schématique d'un purgeur de condensat conforme à l'invention; la figure 2 est une coupe analogue d'une variante du purgeur de condensat de la figure 1; la figure 3 montre le schéma d'une installation de chauffage à eau chaude, comportant un échangeur de chaleur chauffe à la vapeur, avec régulation conforme à l'invention Le purgeur de condensat représente sur la figure 1 se compose d'une cuve (corps) fermée 1 qui peut être intercalée dans un conduit de condensat au moyen-des brides de raccordement 2 et 3.La cuve 1 contient, sur le trajet suivi par le condensat entre l'entrée 4 et la sortie 5, une soupape d'évacuatioe de condensat 6 dont l'obturateur 7 est commandé par un flotteur 8. A cette fin, le flotteur 8 est relié à une extrémité d'un fléau de balance 9 qui repose sur un couteau 10 formé sur le fond du récipient 1 et dont l'autre extrémité est reliée à l'obturateur 7 de la soupape. Lorsque le niveau 11 du condensat stélève dans la cuve, le flotteur 8 ouvre de plus en plus la soupape 6, et inversement, maintenant ainsi un certain niveau de condensat dans la cuve. La cuve 1 comporte également une soupape de strette (surpression) 12. Par ailleurs. l'obturateur de soupape 7 peut également être réglé de ltextérieur au moyen d'une commande à moteur 13 qui permet de manoeuvrer la soupape dtévacuation 6 indépendamment du niveau ll du condensat dans la cuve. La commande à moteur 13 comporte, à cette fin, une tige filetée 14 montée dans le couvercle de la cuve 1 et pouvant se déplacer axialement, tige qui, comme le montre la figure 1 peut exercer une pression sur la région du fléau 9 comprise entre le couteau 10 et le flotteur 8, faisant ainsi pivoter ce fléau dans le sens de fermeture ou, du moins, de restriction de la section libre de l'orifice commandé par l'obturateur 7. Àu lieu d'une commande à moteur électrique 13, on pourrait aussi utiliser une commande à piston pneumatique indiquée en 15, laquelle agirait, d'une manière analogue à celle de la tige filetée 14, sur le fléau de balance 9. Le principe du purgeur de condensat représenté sur la figure 2 est analogue à celui de la figure 1. Toutefois, à la place du flotteur 8, on utilise ici une pile de bilames 16 qui, d'une part, prend appui contre une console 17 de la cuve 1 et, d'autre part, contre le fléau 9 de façon que quand elle se dilate, l'obturateur 7 se trouve déplacé dans le sens de la fermeture de la soupape d'évacuation de condensat 6. La longueur du bras de levier compris entre le couteau 10 et le point d'appui~de la pile de bilames 16 contre le fléau 9 est choisie en tenant compte des propriétés caractéristiques de cette pile 16, notamment de sa course de dilatation réduite et de sa puissance de dilation élevée. La soupape 6 est sollicitée dans le sens d'ouverture par un ressort 18 dont l'une des extrémités prend appui contre le fond de la cuve 1 et dont l'autre s'applique contre l'extrémité libre du fléau de balance 9. Lorsque le niveau 11 du condensat s'élève suffisamment dans la cuve 1 pour que la pile de bilames 16 y soit immergée, il en résulte une contraction de cette dernière, ce qui permet au ressort 18 de tenir la soupape d'évacuation de condensat 6 ouverte. Par contre, lorsque, alors que le niveau du condensat est bas, de la vapeur pénètre dans la cuve, il en résulte une dilatation de la pile de bilames 16 qui fait ainsi pivoter le fléau 19 dans le sens de la fermeture de la soupape d'évacuation du condensat 6. Tout comme dans le mode de réalisation de la figure 1, on a également prévu ici un dispositif auxiliaire, sous la forme d'une commande à moteur électrique 13 qui, par l'intermédiaire d'une tige filetée 14, peut agir sur le fléau de façon à fermer ou à restreindre la section libre de la soupape d'évacuation du condensat, indg- pendamment du niveau de celui-ci. Au lieu de la commande à moteur 13, on pourrait également utiliser une commande pneumatique à piston 15 qui est indiquée schématiquement, comme sur la figure 1. Les purgeurs de condensat des figures 1 et 2 peuvent être utilisés dans une installation de chauffage à eau chaude comportant une station d'échange de chaleur chauffée à la vapeur, comme celle représentée à titre d'exemple sur la figure 3, qui est équipée d'un purgeur de condensat du type de la figure 1. L'échangeur de chaleur 19 de l'installation de la figure 3 alimente, du côté secondaire, une installation à chauffage à eau chaude 20; le conduit de départ est référencé 21 et le conduit de retour 22, tandis que la référence 23 désigne une pompe centrifuge. Du côté primaire, l'échangeur de chaleur 19 reçoit de la chaleur par un circuit fermé de vapeur et de condensat, dont le conduit de vapeur est référencé 24 et le conduit de condensat 25. Dans le conduit de condensat 25 est intercalé un purgeur tel que celui de la figure 1, dont le moteur électrique 13 est commandé par un régulateur 26. Au régulateur 26 est appliquée, en tant que grandeur de réglage, la température de départ du circuit secondaire, au moyen d'un thermomètre à résistance 27, tandis que le conduit de condensat 25 renferme un thermostat qui est également connecté au régulateur 26. La régulation du fonctionnement de l'échangeur de chaleur de cette installation steffectue comme suit. Dans les conditions de fonctionnement normales, ctest-à- dire pendant un transfert normal de chaleur vers le c8té secondaire, la température de départ est maintenue constante. Lorsque, par exemple pendant la nuit, une moins grande quantité de chaleur est nécessaire du côté secondaire, il convient de diminuer le transfert de chaleur. A cette fin, la température de départ du côté secondaire, est mesurée par le thermomètre à résistance 27.A partir de cette grandeur de réglage, le régulateur 26 élabore, par comparaison avec une valeur de consigne prédéterminée, une grandeur de commande qui est appliquée au moteur électrique 13 du purgeur, lequel, par l'intermédiaire de la tige filetée 14,.agit sur le fléau de balance 9 de la manière décrite ci-dessus, de façon à diminuer la section libre de la soupape d'évacuation de condensat 6. Cela fait que la surface de transfert de chaleur (surface de chauffe) de l'échangeur de chaleur 19 est inondée avec le condensat retenu, de telle sorte qu'un équilibre s'établit entre la consommation de chaleur du côté secondaire et le transfert de chaleur dans ltéchan- geur 19. Le conduit de condensat 25 renferme, entre l'échangeur de chaleur 19 et le purgeur, un thermostat 28 qui veille à ce que la température du condensat ne dépasse pas une valeur prédéterminée. Lorsque la température du condensat devient trop élevée, le régulateur 26 intervient et agit sur le moteur 13 de façon que celui-ci ferme davantage la soupape 6. De plus, un thermostat 29 est prévu dans le conduit de départ 21, côté secondaire, pour éviter que la température de départ ne dépasse une valeur prédéterminée. Ce thermostat aussi est connecté au régulateur 26 de sorte que, par l'inter- médiaire du moteur 13, la soupape dtévacuation de condensat 6 peut être fermée quand la température de départ, côté secondaire, devient trop élevée. REVENDICATIONS 1. Procédé de régulation d'un échangeur de chaleur chauffé à la vapeur, dont le circuit primaire renferme un purgeur de condensat comportant une soupape d'évacuation de condensat, en fonction de la température de départ du circuit secondaire, caractérisé par le fait qu'on agit de l'extérieur sur la soupape d'évacuation de condensat du purgeur de manière à restreindre l'évacuation du condensat par le purgeur lorsque la demande de chaleur du circuit secondaire diminue. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lorsque la température du condensat dépasse une valeur prédéterminée, on ferme la soupape d'évacuation de condensat du purgeur. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que lorsque la température de départ du circuit secondaire dépasse une valeur prédéterminée, on ferme la soupape d'évacuation de condensat du purgeurs 4. Purgeur de condensat pour une installation chauffée à la vapeur, avec régulation, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, ce purgeur comprenant une cuve à condensat fermée, pouvant être intercalée dans un conduit de condensat, ainsi qu'une soupape d'évacuation de condensat commandée en fonction du niveau du condensat, dont l'obturateur est accouplé à un organe de réglage qui le commande en fonction du niveau du condensat contenu dans ladite cuve, caractérisé par le fait que l'obturateur de la soupape d'évacuation de condensat est accouplé à un dispositif de commande auxiliaire, pouvant être actionné de l'extérieur, qui per met d'agir sur la soupape dtdvacuation de de condensat dans le sens de la fermeture, indépendamment du niveau du condensat. 5. Purgeur selon la revendication 4 comportant un organe de réglage sous la forme d'un flotteur, caractérisé par le fait que le dispositif de commande auxiliaire est constitué par un organe de poussée mobile dans le sens axial, monté sur la cuve à condensat et accouplé avec un fléau de balance formant le levier du flotteur, cet organe étant déplaçable, par rapport à ce levier, par un dispositif d'actionnement pouvant être commandé séparément. 6. Purgeur selon la revendication 4 comportant un organe de réglage sous la forme d'une pile de bilames, caractérisé par le fait que l'obturateur de la soupape est relié à un fléau de balance pivotant, auquel est accouplée la pile de bilames qui est ancrée, d'un côté, dans la cuve à condensat9 pile qui permet de faire pivoter le fléau de balance dans le sens de la fermeture de la soupape d'évacuation de condensat, à l'encontre de l'action d'un ressort, et par le fait que le dispositif de commande auxiliaire est constitué par un organe de poussée mobile axialement, monté sur la cuve à condensat, auquel le fléau de balance est accouplé et qui peut être déplacé, par rapport au fléau de balance, par un dispositif d'actionnement pouvant être commandé séparément. 7. Purgeur selon la revendication 5 ou 6, caractérisé par le fait oue l'organe de poussée appuie d'en haut sur le fléau de balance pivotant, et que lorsque le niveau du condensat baisse, son accouplement avec ce fléau est supprimé automatiquement.