Brevet FR2241750A1 — publié le 19750321

La présente invention concerne une centrale d'eau chaude, et plus particulièrement une centrale d'eau chaude avec ballon de volant thermique incorporé. la présente invention fournit donc une centrale d'eau chaude compacte à grand débit et rendement exceptionnel comprenant un ballon d'eau chaude, un échangeur à eau et un échangeur à circulation dlun fluide spécial, une chaudière au fuel ou au gaz, un circuit d'eau, un circuit de fluide spécial et un circuit de gaz, une entrée d'eau froide et une sortie d'eau chaude, un ac célérateur du circuit d'eau, une pipe de mélange d'eau chaude et d'eau froide, uné pompe de circulation du fluide spécial, et une alimentation en parapluie entre la circulation d'eau dans ltéchangeur à sec et le ballon. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins an nases, et donnant, à titre purement indicatif mais nullement limitatif, une forme de réalisation de l'invention. Sur ces dessins la figure 1 est uné vue cavalière d'une centrale suivant l'invention ; la figure 2 est une vue schématique en coupe de la chaudière de la figure I la figure 3 est une vue arrachée suivant III-III de la figure 2 ; et la figure 4 est une vue d 'un détail. On voit sur la figure 1 une centrale compacte suivant l'invention désignée dans son ensemble par 10, qui pèse environ 3 tonnes par exemple, suspendue au bras 1 d'un engin de levage (non figuré). La centrale 10 est revêtue d'une garniture 2 calorifugée et comprend une chaudière à fluide 3, par exemple à bain huile, qui évacue ses gaz par une cheminée 4 dans la direction de la flèche f1, et dont l'huile circule au moyen d'une pompe à fluide 34 gui reprend l'huile au conduit de retour au bac 5 et la refoule dans la chaudière par le conduit 6. le gaz à sa sortie de la cheminée 4 vient frapper un déflecteur 7 qui étale et répartit convenablement le flux caloriporteur autour de la plaque de fond des tubes B de 11 échangeur à sec 9. le fluide de la chaudière peut eAtre une huile spéciale synthétique à hautes caractéristiques, dont la température peut facilement en service atteindre 150 C, et mgme sans inconvénients être portée à volonté à 35000. L'huile qui pénètre dans la chan- dière par le conduit 6 en sort à la partie supérieure par le conduit 11 et retourne au bac, dans la direction des flèches f2, f3 et 4, en cédant ses calories dans les tubes 12 de l'échangeur humide à circulation d'huile 13 entre ses coupoles 14 et 15. Lteau à chauffer dans la centrale occupe la totalité du ballon 16 dont l'enveloppe 17 renferme les échangeurs 9 et 13. L'eau arrive sous la pression de la ville, par exemple 3 g, par l'entrée 18 dans la direction de la flèche f5, et entre dans une pipe 19 où, par un conduit 20, afflue dans la direction de la flèche f6 l'eau du ballon 16 recyclée par un accélérateur 21. le mélange d'eau froide et d'eau du ballon recyclée parvient, de la pipe 19, dans l'échangeur humide 13, dans la direction de la flèche f7, et elle se charge de calories, le long des tubes 12, avant de prendre le chemin, par le conduit 22, dans la direction des flèches f8 et f9 de l:échangsur à sec 9.. L'eau ainsi préchauffée circule de haut en bas le long des tubes 8 parcourus par les gaz de la chaudière et retourne au ballon 16 par les orifices de l'alimentation en parapluie 23 On voit sur la figure 3 que l'échangeur a sec 9 est avan tageusement incliné d'un certain angle a, qui peut être de 15n, par rapport à la verticale, pour améliorer les contacts d'échan- ge de température entre les tuyaux parcourus par les gaz et l'enceinte où circule liteau. le contrôle thermique de l'installation est réalisé au moyen de trois sondes à eau 24, 25 et 26 et d'une sonde à huile (non figurée). La sonde 24, que l'on voit dans les hauts de ltéchangeur à sèc, commande I'arrêt de l'alimentation de la chaudière dès que par exemple la température détectée atteint 85 OC. La sonde 26 de mise en route déclenche le fonctionnement de la pompe 34 dès que par exemple la température à ce niveau du circuit descend au-dessous de 81,5 C. La sonde 25 de sécurité, située dans les fonds de lléchan- geur à sec, met en route la rompe si par exemple la température captée descend en cet emplacement à 82 OC. Les sondes 25 et 26 sont ainsi jumelées. la température de fonctionnement prédéterminée s'affiche sur les cadrans. Une sonde de réglage automatique (non figurée) sur le circuit dthuile coupe l'alimentation de la chaudière dès que la température de l'huile atteint une température prédéterminée, par exemple 150au. On remarque sur la pompe à fluide 34 un vase d'expansion à l'air libre 27 et sur l'enveloppe 17 une soupape de sécurité 28. les performances de la centrale 50 suivant l'invention sont tout à fait remarquables. En particulier en service continu pendant 5 jours on a pu soutirer 24 mètres cubes d'eau chaude à 700C avec un tonneau de fuel de 280 litres. On peut fixer la température de l'eau du ballon à 1000C. On ne constate en service normal au sein de la centrale aucune pression et sa construction ntest donc en rien soumise aux règlements de l'Association des Propriétaires d'Appareils à Vapeur (APAX). La chaudière peut fournir de la vapeur. Ces résultats ont été soumis à constat d'huissier. les dimensions de la chaudière compacte suivant l'inven- tion peuvent être par exemple, en se rapportant aux repères de la figure 1 : a = 2,35 m, b = 2,22 m, c = 1,31 m. La centrale est capable d'un gros débit par exemple 2000 litres en 1 heure à 700C sous une puissance de 100 000 calories/heure, alors qu'en technique traditionnelle il faudrait fournir en principe 600 000 calories/heure. La surface de chauffe et de 7,5 mitres carrés, alors que celle des chaudières ainsi comparables de ltart antérieur est de 3,5 m2. il va de soi que la présente invention a éte décrite cidessus à titre d'exemple purement indicatif, mais nullement limitatif, et que l'on pourra introduire toute équivalence entre ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini par les revendications annexées. REVEMDICATIONS 1. Centrale d'eau chaude, caractérisée en ce qu'elle comprend une chaudière à fluide, un ballon d'eau chaude, un échangeur à sec et un échangeur humide à l'interieur de ce ballon, un circuit de gaz, un circuit d'eau et un circuit de fluide, le circuit d'eau étant recyclé par un accélérateur ét le circuit de fluide animé par une pompe. 2. Centrale suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit de gaz traverse un échangeur à sec dont l'axe est incliné par rapport à la verticale. 3. Centrale suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit d'eau en provenance de la chaudière traverse l'échangeur humide et l'échangeur à sec et parvient au ballon par une alimentation en parapluie. 4. Centrale suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le ballon est alimenté en eau froide sous la pression de la ville par ltintermëdiaire d'une pipe sur laquelle un raccord en T injecte l'eau de recyclage en provenance de l'accélérateur. 5. Centrale suivant la revendication 1, dans laquelle le ballon, ltéchangeur à sec etl'échangeur humide sont enfermés dans une enveloppe sur laquelle se trouvent la prise d'eau chaude et une soupape de sécurité. 6. Centrale suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit d'huile échauffé dans la chaudière est propulsé dans les tubes de l'échangeur humide, puis fait retour au bac et à la pompe. 7. Centrale suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ladite pompe est dotée d'un vase d'expansion à l'air libre. 8. Centrale suivant la revendication 1, caractérisée en ce qutelle possède trois sondes de température de l'eau, une première sonde qui coupe l'alimentation de la chaudière lorsque la température de l'eau à l'emplacement de la première sonde atteint une première température prédéterminée, une seconde sonde qui met en route la pompe lorsque la température de l'eau à l'emplacement de la seconde sonde descend à une seconde tqmpé- rature prédéterminée, une troisième sonde qui commande la température de lteau du ballon. 9. Centrale suivant la revendication 8, caractérisée en ce que lesdites seconde et troisième sondes sont jumelées, la seconde sonde étant par exemple réglée pour 820C et la troisième sonde pour 81 ,50C. 10. Centrale suivant la revendication 8, caractérisée en ce qutune sonde à huile coupe automatiquement l'alimentation de la chaudière lorsque la température de l'huile atteint une quatrième temPérature prédéterminée. 11. Centrale suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'il ne règne en aucun point de la chaudière une pression appréciable et que le réglage du fonctionnement est opéré uniquement par thermostat à ltexclusion de tout manomètre. 12. Centrale suivant la revendication 1, caractérisée en ce qutelle peut fournir de la vapeur.