Brevet FR2213475A1 — publié le 19740802

La présente invention concerne les générateurs d'air chaud et d'eau chaude. L'invention a pour objet un échangeur de chaleur rapide sans accumulation d'eau. La plupart des appareils générateurs d'air chaud et d'eau chaude, comportent un volant thermique constitué par une réserve d'eau relativement importante qui allonge les temps de réponse et alourdit l'installation L'échangeur de chaleur selon l'invention, est conçu pour distribuer à la fois de l'eau chaude à température voulue à l'aide de mitigeurs manuels ou thermostatiques et de l'air à débit et température ajustable à volonté par l'action sur un dispositif de régulation de température de type connu, Cet objet est atteint selon l'invention du fait de la conception de l'échangeur de chaleur caractérisé par 3 axes orthogonaux de circulation de fluide; un premier axe vertical suivant lequel s'évacuent les gaz brulés dans une série de cheminées extra-plates étanches, disposées parallèlement les unes des autres et présentant entre elles un ensemble de conduits horizontaux à travers lesquels une soufflerie crée une circulation forcée, d'air atmosphérique, prélevé dans le milieu ambiant ou à l'extérieur. L'air se réchauffe par frottement sur les parois à grande surface des cheminées, por tées à température par une chambre de combustion située à la base de l'appareil. Les cheminées d'évacuation des gaz brulés sont parfaitement étanches et il ne peut y avoir de communication possible avec l'air à réchauffer. Selon un autre axe horizontal, perpendiculaire à la section des cheminées, est disposéune canalisation d'eau, traversant à la fois(de façon étanche) les cheminées et les espaces entres elles, où circule l'air réchauffé, de façon à réaliser l'équivalent d'un serpentin. Cette eau se réchauffe à la fois dans les cheminées et dans les espaces intermédiaires Un avantage important de l'invention réside dans le fait que les surfaces des cheminées où se situe l'échange de chaleur, sont très importantes pour un très faible volume, cela permet d'obtenir un excellent rendement pour un très faible encombrement au sol. Les canalisations sont préférablement réalisées en métal bon conducteur de la chaleur, cuivre rouge par exemple, et les cheminées en tôle d'acier inoxydable. Le temps de chauffage de Liteau, pour passer- de la température d'arrivée dans l'échangeur, à la température de sortie utilisation, est prévu de telle façon qu'il corresponde à la fourniture en calories de l'élément de combustion (bruleurs). I1 est fonction de la longueur et de la section des canalisations traversant l'échangeur.Le rapport de surface entre les canalisations d'eau et les surfaces échangeuses de chaleur des cheminées est tel qu'en cas de puisage prolongé, les variations de température des dites canalisations seront pratiquement sans action sur la température de l'air en cours de réchauffage. Un système de régulation approprié, de type connu, limite l'élévation de la température de l'eau à par exemple 700 dans les canalisations de circulation de l'eau de puisage, en fonction de la température différentielle à obtenir dans le local à chauffer. La chambre de combustion est à bruleurs à combustible de type connu, par exemple gaz, fuel-oil etc, dont la fonction est de fournir les calories à l'échangeur. L'échangeur peut être obtenu en 1 seul bloc de fonderie en fonte ordinaire ou inoxydable ou encore en aluminium convenablement chemisé. D'autres objets,caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description d'un exemple donné à titre non limitatif et faite en regard des dessins annexés dans lesquels - La figure 1 représente en coupe vue de dessus, un échangeur de chaleur. - La figure 2 représente schématiquement l'échangeur de chaleur en élévation. Tel qu'il est représenté sur les figures 1 et 2, l'échangeur de chaleur se compose d'une série de cheminées d'évacuation des gaz brulés 1, des espaces 2, --- ménagés entre les cheminées -1, de la canalisation 3 de circulation de l'eau entrant froide à la base de l'échangeur en 4 et ressortant en haut en 5, portée à température maximale, une soufflerie 6 de type connu, commandée par un moteur électrique non représenté, provoque selon les besoins, une circulation forcée, de l'air aspiré à l'extérieur à travers un orifice 7, ou prélevé en tout autre endroit, au travers d'un tuyau & aspira- tion non représenté. A-la base de l'échangeur ainsi constitué, est disposée une chambre de combustion 8.L'ensemble est calorifugé par une enceinte appropriée 9, qui comporte une grille de sortie de l'air réchauffé 10. Cette grille peut Qtre raccordée à une gaine de distribution d'air chaud La disposition des conduits de gaz brulés et leur forme extra-plate permet de réaliser, sous un faible volume, une surface d'échange maximale. A titre d'exemple, un échangeur comportant 8 cheminées de section 30mm x 500mm et d'une hauteur de 1.000nom, disposées à 30mm les unes des autres, réalisent un volume d'environ 0,5 x 0,5 x 1 = 0,250 m2 et une surface d'échange de 8m2 environ, soit 32 m2au m3. L'air de sortie peut être modulé à volonté par mélange avec de l'air ambiant ou de l'air froid prélevé au dehors du local, au moyen d'un asservissement de type connu. La canalisation de circulation de l'eau à réchauffer est portée à température à la fois dans l'ensemble des cheminées traversées et dans l'air en cours de réchauffage. La longueur des tuyaux est fonction du débit et de la température maximal à obtenir. Une sonde thermométrique, disposée dans la canalisation d'eau, empêche l'accroîssement de température au delà d'une limite pré-définie, par action sur les bruleurs. L'invention est utilisable pour le chauffage des locaux et dans tous lescas où de l'eau chaude est nécessaire. REVENDICATIONS 1 - Echangeur de chaleur entre 2 fluides gazeux et un fluide-liqui- de, portés à température par tous moyens connus, caractérisé en ce que la circulation des trois fluides est réalisée suivant trois directions orthogonales une première direction verticale pour l'évacuation des gaz brulés,-une deuxième direction horizontale pour la circulation de l'air à réchauffer, une troisième direction horizontale perpendiculaire à la première, pour la circulation du fluide liquide (eau). 2 - Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caiactérisé en ce que la circulation des gaz brulés s'effectue à l'intérieur d'une série de cheminées étanches, de section rectangulaire extra-plate à très grande surface par rapport au volume, disposées parallèlement les unes près des autres, en ménageant un espace entre chacune d'elle, pour permettre la circulation et le réchauffement du fluide gazeux (air). 3 - Echangeur de chaleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la circulation du fluide liquide (eau), s'effectue en traversant perpendiculairement l'ensemble des cheminées dans une canalisation appropriée, constituée de façon analogue à un serpentin, le fluide arrivant froid à la base de l'échangeur et ressortant chaud à la partie supérieure de l'échangeur, après une circulation à travers le serpentin. 4 - Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce quf-il est réalisé dans un bloc de fonderie ménageant les cheminées de circulation des gaz brulés, les conduits -de circulation d'air et les canalisations de circulation de l'eau.