Brevet FR2274002A1 — publié le 19760102

La présente invention a pour objet une installation de chauffage comportant une chaudière alimentée en fuel lourd No. 2 et un ballon de production d'eau chaude dite sanitaire destinée aux besoins ménagers. Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des installations de chauffage ayant une puissance de l'ordre d'au moins un million de calories par heure,notamnent les installations collectives de chauffage d'appartements ou les installations de chauffage de serres ou de bâtiments d'élevage. II est connu de brûler du fuel lourd No. 2, moins onéreux que le fuel domestique, dans des chaudières de chauffage. Cependant, l'utilisation du fuel lourd No. 2 Impose des bruleurs spéciaux et des dispositifs de réchauffage du fuel qui accroissent les frais d'installation et le fuel lourd No. 2 ntest utilisé que dans des installations de forte puissance, , de l'ordre d'au moins 1000 thermies par heure. A ce jour l'emploi de fuel lourd No. 2, en dehors des installations industrielles, a été freiné du fait de la nécessité de réchauffer le fuel lourd No. 2 pour le rendre suffisamment fluide avant de l'envoyer au bruleur. Le réchauffage du fuel lourd No. 2 exige d'installer dans la citerne de stockage, un dispositif qui comporte généralement un serpentin dégouriis- seur dans lequel circule de l'eau chaude et éventuellement une résistance électrique permettant de réchauffer le fuel autour de la crépine d'aspiration lors du démarrage de l'installation. Ce dispositif de chauffage entraîne des fraies d'installation et consomme des calories de telle sorte que le fuel lourd No. 2, malgré son prix moins élevé que celui du fuel domestique, à pouvoir calorifique égal, n'est pas d'un emploi très répandu dans les installations de chauffage domestiques ou même horticoles. Un grand nombre d' installation0 s domestiques de chauffage comportent un ballon de production d'eau chaude dite sanitaire, qui est chauffée à une température de l'ordre'de 650 c. De même, les installations de chauffage horticoles comportent fréquemnent un ballon de production d'eau chaude destiné à produite de l'eau d'arrosage tiède en mélangeant cette eau chaude avec de l'eau froide. Dans ce cas, l'eau chaude est utilisée également pour les besoins sanitaires de l'appartement de l'horticulteur si celui-ci se trouve à proximité des serres. Les ballons d'eau chaude sont de deux types. Un premier type dit à accumulation, comporte un réservoir rempli d'eau sanitaire qui est chauffée en permanence, à une température de l'ordre de 650C, par un serpentin noyé dans l'eau du réservoir et dans lequel circule de l'eau chaude provenant de la.chaudière. Un deuxième type dit à chauffage instantané comporte un serpentin de grande surface,dans lequel circule l'eau sanitaire,qui est noyé dans de 1 'eau chaude dite primaire contenue dans un réservoir et provenant directement de la chaudière. Dans les deux cas, le ballon d'eau chaude, bien que ses parois soient isolées thermiquement, perd des calories. L'objectif de la présente invention est de récupérer intégralement les calories perdues à travers les parois du ballon de production d'eau chaude en les utilisant pour réchauffer ou préchauffer le fuel lourd No. 2. L'objectif de l'invention est atteint au moyen d'une installation comportant une citerne de fuel lourd No. 2 et au moins un ballon de production d'eau chaude placé à l'intérieur de celle-ci. De préférence, le ballon d'eau chaude et la crépine d'aspiration du fuel sont placés dans un même compartiment séparé du reste de la citerne par une cloison qui comporte des orifices de passage du fuel à la partie inférieure. Cette cloison s'oppose aux mouve- ments de convection du fuel et évite d'avoir à chauffer la totalité du fuel à la même tenpérature. De préférence, le ballon d'eau chaude est plaeé autour de la tuyauterie d'aspiration du fuel et le serpentin, contenu dans le ballon d'eau chaude, est disposé autour de ladite tuyauterie d'aspiration. Le ballon d'eau chaude est constitué, de préférence, par un réservoir vertical à double enveloppe comportant à la partie supérieure une plaque de fermeture fixée par une bride sur un trou d'homme placé à la partie supérieure de ladite citerne. La tuyauterie d'aspiration de fuel, qui traverse le ballon d'eau chaude, est fixée sur celui-ci et prend appui sur le fond de la citerne de telle sorte qu'elle contribue à supporter le poids du ballon d'eau chaude. De préférence, le ballon d'eau chaude est cylindrique et son diamètre extérieur est inférieur à celui du trou d'homme dans lequel il est engagé de telle sorte qu'il est facilement démontable hors de la citerne. Le résultat de l'invention est une installation de chauffage domestique ou horticole brûlant du fuel lourd No. 2 et produisant de l'eau chaude sanitaire ou de l'eau chaude dlarrosage, dans laquelle les pertes de calories provenant du ballon d'eau chaude sont récupérées intégralement pour réchauffer ou préchauffer le fuel, ce qui conduit à une économie de combustible. Un avantage de l'invention réside dans le fait que cette économie est obtenue sans entraîner des dépenses d'investissement supplémentaires. En effet la mise en place du ballon d'eau chaude verticalement dans un trou de visite de la citerne n'entrarne pas de frais d'installation beaucoup plus élevés que la mise en place dans cette citerne d'un serpentin de chauffage ajoutée aux frais d'installation du ballon hors de la citerne. Le mode de réalisation préférentiel dans lequel la tuyauterie d'aspiration de fuel traverse le ballon d'eau chaude et est placée au centre du serpentin équipant celui-ci, permet de chauffer sélectivement le fuel qui est aspiré vers le brûleur et de réduire ainsi les pertes de calories à travers les parois de la citerne du fait que le fuel contenu dans celle-ci reste à une température relativement basse et ceci d'autant mieux que le ballon d'eau chaude est à double enveloppe ce qui réduit l'échange de calories avec la masse de fuel dans la citerne. Par exemple, le fuel est aspiré à une tempéra- ture de l'ordre de 850C tandis qu'il est à une température comprise entre 300 et 400 dans la citerne. Le mode de réalisation dans lequel le tube d'aspiration prend appui au fond de la citerne et supporte une partie du poids du ballon évite de renforcer la citerne. La description suivante se réfere aux dessins annexés qui représentent des exemples de réalisation de l'invention sans aucun caractère limitatif. La figure I est une vue d'ensemble schématique d'une citerne selon l'invention. La figure 2 est une coupe en élévation d'un exemple de réalisation de l'invention. La figure 3 est une coupe en élévation d'un autre exemple de réalisation de l'invention. La figure 1 représente une citerne I contenant dans un premier compartiment 2 du fuel lourd No. 2 et dans un deuxieme compartiment 3 du fuel domestique. Ces deux compartiments sont séparés par une cloison étanche 4. Cette citerne alimente une ou plusieurs chaudières d'une chaufferie collective ayant une puissance d'au moins 1000 thermies/heure et desservant un groupe d'au moins 80 logements. Le fuel domestique 3 est utilisé uniquement lors des démarrages et avant les arrets et la chaudière est ensuite alimentée en fuel lourd No.2. Les repères 5 et 6 représentent les tuyauteries d'aspiration respectives du fuel lourd et du fuel domestique équipées d'une crépine 7 et 8. Les canalisations 9 et 10 représentent les retours de fuel à la citerne. Tout ce qui précède est bien connu et a été exposé uniquement pour la compréhension des dessins. Un ballon Il de production d'eau chaude destinée aux usages sanitaires ou à l'arrosage est placé à l'intérieur de la citerne 1. Une cloison verticale 12 comportant, à la partie inférieure, des orifices 13 pour le passage du fuel sépare le compartiment 2 en deux parties. Le ballon Il et la tuyauterie d'aspiration 6 sont situés du même côté de la cloison 12. Le ballon d'eau chaude représenté sur cette figure est un ballon à accumulation contenant un volume d'eau 14 qui est chauffé en permanence, a une température réglable entre par exemple 50 et 70 , par de l'eau chaude circulant dans un serpentin de chauffage 15. Les repères 16 et 17 représentent les tuyauteries d'arrivée et de départ d'eau de chauffage. Une vanne de régulation à trois voies 18, commandée par une sonde thermostatique placée dans l'eau du ballon,permet de réguler la température dans le ballon. Les repères 19 et 20 représentent les canalisations de départ d'eau chaude et de retour d'eau chaude au ballon. Le repère 21 représente l'arrivée d'eau froide. Le ballon 11 est fermé par une plaque de fermeture 22 qui est fixée sur une bride 23 placée autour d'un trou de visite ou trou d'homme 24. Cette solution permet de récupérer les calories perdues par les parois du ballon Il pour préchauffer le fuel lourd. La cloison 12 empêche les mouvements de convection du fuel de sorte que seul le fuel contenu du même côté de la cloison 12 que le ballon 11 est préchauffé à une température de l'ordre de 500. Le ballon d'eau chaude est posé sur un support 11c qui prend appui sur le fond de la citerne. La figure 2 représente un autre mode de réalisation dans lequel les canalisations homologues sont représentées par les mêmes repères que sur la figure 1. Dans cet exemple, la citerne 1 comporte deux enveloppes la et lb avec un vide intermédiaire. Un dispositif 25 de détection de présence d'eau ou de fuel est placé entre les deux enveloppes et est relié par un câble à un indicateur de fuites 26. Le ballon d'eau chaude 11 est également un ballon à deux enveloppes lla et îlb séparées par un vide intermédiaire dans lequel est également placé un détecteur 27 de fuites de fuel et d'eau, également relié par un câble à l'indicateur 26. La tuyauterie d'aspiration 6 traverse le ballon d'eau chaude. Le serpentin de chauffage 15 est enroulé autour de la tuyauterie 6. La tuyauterie 6 se prolonge au-dessous du ballon 11 et prend appui sur le fond de la citerne 1. La crépine d'aspiration 7 est située au-dessous du ballon 11. La tuyauterie 6 est soudée au fond du ballon 11 et traverse librement la plaque de fermeture 22, avec interposition d'une garniture d'étanchéité 22a. Ce mode de réalisation présente l'avantage que la tuyauterie 6 supporte en partie le poids du ballon 11 ce qui évite d'avoir à renforcer la citerne 1. Dans cet exemple, l'eau contenue dans le ballon est chauffée à une température de l'ordre de 650. Le fuel contenu dans la zone qui entoure le ballon est préchauffé à une températtire de l'ordre de 400C par les calories perdues par les parois extérieures du ballon. La crépine 7, placée au-dessous du ballon,aspire du fuel à 400. Celui-ci se mélange au fuel qui revient du brûleur par la canalisation 9 à une température de 900 environ. Le complément de réchauffage du fuel aspiré pour l'amener à 850 environ est obtenu dans la traversée du ballon. Le serpentin 15 qui entoure le tube d'aspiration 6 joue une double fonction à la fois de serpentin de chauffage de l'eau du ballon et de serpentin de ré chauffage du fuel. La température de l'eau dans le ballon étant régulée, la température de réchauffage du fuel reste sensiblement constante. La figure 3 représente un autre exemple de réalisation dans lequel la citerne de fuel comporte également deux enveloppes la et lb séparées par un vide intermédiaire. Dans cet exemple de réalisation, le ballon d'eau chaude Il est un ballon à double enveloppe lita, îlb et à chauffage instan tané. L'eau contenue dans ballon est de l'eau primaire à une température voisine de 100 C qui arrive par la tuyauterie 16 ct qui retourne à la chaudière par la tuyauterie 17. L'au chaude pour les besoins sanitaires ou pour l'arrosage circule dans le serpentin 15. L'eau froide arrive par la tuyauterie 21 et se mélange à l'eau qui retourne du circuit par la tuyauterie 20 dans le cas où le circuit d'eau sanitaire comporte un recyclage. L'eau chaude quitte le ballon par latuyauterie 19 à une température de l'ordre de 600. Comme dans l'exemple précédent, la tuyauterie d'aspiration de fuel 6 traverse le ballon 11 en passant au centre du serpentin 15 et prend appui sur le fond du réservoir. Le fuel est préchauffé à une température de l'ordre' de 600C par les calories perdues par les parois du ballon. I1 est aspiré par la crépine 7- située sous le ballon. il se mélange au fuel retournant du brûleur par la tuyauterie 9 et il est réchauffé jusqu'à 90" environ dans le tube d'aspiration & Dans cet exemple, le ballon 1 1 a une forme cylindrique et le diamètre de l'enveloppe externe llb est inférieur au diamètre du trou d'homme 24 portant la plaque de fermeture 22 de telle sorte que l'on peut sortir de la citerne, à travers le trou d'homme, l'ensemble formé par le ballon d'eau chaude et le tube d'aspiration de fuel. Comme dans l'exemple précédent des détecteurs de fuites 25 et 27 sont disposés dans les espaces intermédiaires entre les deux enveloppes de la citerne et du ballon. Dans cet exemple, l'eau primaire contenue dans le ballon d'eau chaude étant à une température de l'ordre de 100 C, il est important que le ballon d'eau chaude soit à double enveloppe pour réduire la température du fuel autour du ballon et les pertes de calories à travers les parois de la citerne. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, les diverses parties des exemples de réalisations décrites pourront etre remplacées par des parties équivalentes, bien connues de l'homme de l'art. REVEND I CAT ION S 1 - Installation de chauffage domestique ou horticole comportant une chaudière alimentée en fuel lourd No. 2 contenu dans une citerne et un ballon de pro duction d'eau chaude, caractérisée en ce que ledit ballon est placé à l'intérieur de ladite citerne. 2 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit bal lon et la crépine d'aspiration du fuel lourd No. 2 sont placés dans un même compartiment de la citerne délimité par une cloison comportant des orifices à la partie inférieure. 3 - Installation selon l'une quelconque des revendications i et 2, caractérise en ce que ledit ballon est placé autour de la tuyauterie d'aspiration de fuel. 4 - Installation selon la revendication 3 dans laquelle ledit ballon comporte un serpentin, caractériséeen ce que ledit serpentin est disposé autour de la tuyauterie. 5 - Installation selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisée en ce que ledit ballon -est constitué par un réservoir vertical, à double enveloppe,comportant à la partie supérieure une plaque de fermeture fixée par une bride sur un trou d'homme placé à la partie supérieure de ladite citerne. 6 - Installation selon les revendications 3 et 5, caractérisée en ce que la tuyauterie d'aspiration de fuel est fixée audit ballon et prend appui sur le fond de la citerne de fuel de sorte qu'elle supporte le poids du ballon. 7 - Installation selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisoe en ce que ledit ballon est constitué par un cylindre dont le diamètre ex térieur est inférieur à celui dudit trou d'homme de telle sorte qu'il est facilement démontable hors de la citerne.