Brevet FR2266862A1 — publié le 19751031

L'invention concerne un dispositif pour la recupération de la chaleur produite par une cheminée à feu ouvert. On sait que ce type de cheminées presente des inconvénients. En particulier, elles conduisent à une grande perte de chaleur du fait que les gaz chauds de combustion sont directement éva cués vers l'atmosphère par la gaine constituant la cheminée pro prement dite. Par ailleurs, le voyer ne permet de réchauffer que son environnement immédiat. L'invention a pour but de remédier à ces ineonvjaieats en réalisant n dispositif permettant de récupérer la chaleur proZ duite par une cheminée -feu ouverts Un dispositif selon l'invention pour la récupération de la chaleur produite par une cheminée à feu ouvert qui équipe un tuent pourvu d'une installation de chauffage central, est Ca- ractérisé en ce qu'il est constitué par un échangeur soumis à la chaleur de la cheminée et traversé par le fluide qui circule dans l'iastallation de chauffage central. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, la base de ltéchangeur est constituée par une grille destinée à supporter le matériau combustible, cette grille comportant des canaux internes traversés par le fluide qui circule dans l'ins tallation de chauffage central. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, des moyens sont prévus pour réguler la température de 1 'échan- geur de façon à ce qu'elle n'atteigne pas la température d'ébuL- lition du fluide qui circule dans l'échangeur0 Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, le sommet de l'échangeur est constitué par un échangeur tubu laire placé au-dessus de la grille, à la base de la gaine d'éva- cuation, si bien qu'il est traversé par les fumées chaudes de combustion. Suivant une caractéristique supplémentaire de l1invention, la grille et l'échangeur tubulaire sont reliés entre eux par au moins une plaque massive en métal comportant des canaux internes traversés par le fluide qui circule dans l'installation de chauffage central, les différents canaux de l'échangeur tubulai re de cette plaque et de la grille étant reliés entre eux de fa çon que l'arrivée de fluide froid se fasse par la grille et la sortie du fluide réchauffé au niveau de l'échangeur supérieur. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, les moyens permettant de contrler la température de ltéchangeur sont constitués par une plaque enverre- qui ferme l'ouverture naturelle de la cheminée et par une gaine d'arrivee d'air frais débouchant à proximité de la grille de l'échangeur et pourvue de moyens permettant de régler le débit d'air qui la traverse. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, la gaine d'arrivée d'air frais déboucle sous la grille de l'échangeur, de part et d'autre d'un tiroir recevant les cendres, par deux ouvertures latérales pourvues chacune d'un volet réglable de fermeture. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, le volet réglable est commandé manuellement. Suivant une variante de l'invention, le volet réglable est commandé automatiquement à l'aide d'un régulateur classique basé sur le principe de la dilatation d'un liquide. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, la gaine d'arrivée d1 air est munie d'un ventilateur centrifuge commandé par un dispositif automatique sensible à la température du liquide qui circule dans l'installation de chauffage central. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, la gaine d'évacuation des fumées est pourvue d'un volet permettant de la fermer de façon à éviter le refroidissement par tirage, du liquide contenu dans l'échangeur. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, le tuyau par lequel le liquide entre dans l'échangeur est relié, à travers une vanne d'isolement, au tuyau par lequel le liquide réchauffé sort de la chaudière qui alimente l'installation de chauffage central, tandis que le tuyau par lequel le liquide-ré- chauffé sort de l'échangeur est relié au tuyau d'entrée de la chaudière par l'intermédiaire d'une autre vanne dtisolement. Suivant une variante de l'invention, l'échangeur est relié en parallèle à l'installation de chauffage central, c'est-à-dire que sa canalisation d'entrée est reliée à la canalisation d'entrée de la'chaudière et sa canalisation de sortie à la canalisation de sortie de la chaudière, entre celie-ci et la pompe de circulation, tandis que la canalisation d'entrez et la canalisation de sortie comportent chacune une vanne d'isolement. Suivant une caractéristique supplementaire de l'invention, un vase d'expansion est incorporé dans la canalisation de sortie de l'échangeur. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, l'échangeur se présente sous la forme d'un ensemble compact qu'il suffit d'incorporer dans la construction. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Figure 1 est une vue d'ensemble d'une cheminée pourvue d'un échangeur selon l'invention. Figure 2 est une vue en coupe horizontale de cette cheminée. Figures 3 et 4 sont des vues de deux variantes possibles de l'invention. Figure 5 est une vue des deux ouvertures latérales par lesquelles la gaine d'arrivée d'air frais débouche sous la grille de l'échangeur. Figure 6 est une vue de cette grille après mise on place. Figure 7 est une vue de la mise en place de la plaque arrière de l'échangeur. Figure 8 est une vue de l'ensemble compact constitué par l'échangeur. Figure 9 est une vue schématique montrant le raccordement de l'échangeur en parallele sur l'installation de chauffage central'. Figure 10 est une vue montrant le raccordement de l'échangeur en série sur l'installation de chauffage central. On a représenté sur la figure 1 une cheminée pourvue d'un échan- geur-sêlon l'invention. La base de cet échangeur est constituée par une grille 1et le sommet par un changeur tubulaire 2. Ces deux éléments sont raccordés à l'aide d'une plaque arrière mas- sive 3.La grille 1, la plaque 3 et l'échangeur tubulaire 2 sont pourvus de canaux internes reliés les uns aux autres de façon que l'entrée du liquide qui circule dans l'installation de chauf- fage central se fasse au niveau de la grille 1 par la canalisation 4 et la sortie du liquide réchauffé au niveau de l'échan- geur tubulaire 2, par la canalisation 5. La grille t est disposée dans la cheminée et est destinée à recevoir le matériau combustible 7. Celui-ci peut être constitué par du bois, par du charbon, etc. La plaque massive 3 est dispose dans le fond de la cheminée1 et est susceptible de comporter sur sa face visibles des motifs décoratifs. enfin, l'échangeur tubulaire 2 est disposé dans la gaine d'évacuation 8 à la base de celle-ci, de façon a autre léché par les fumées chaudes de combustion. La gaine d'évacuation 8 est susceptible d'être fermée à j'aide d'un volet 6 de façon à supprimer tout tirage et ainsi à éviter le refroi- dissement de l'échangeur lorsque la cheminée n'est pas utilisée. L'ouverture de la cheminée est fermée par une plaque de ver- re 9. Sous la grille t est disposé un tiroir 10 destiné à recevoir les cendres (fig. 2). Une gaine d'arrivée d'air frais 19 débouche de part et d'autre de ce tiroir par deux ouvertures 11 situées sous la grille 1 (fig. 5). Ces ouvertures sont susceptibles entre fermées à l'ai- de de volets réglables 13. Ces volets permettent de régler le débit d'air frais qui alimente le feu et qui lèche l'échangeur. Ces volets sont commandés soit manuellement soit à l'aide de dispositif automatiques qui règlent leur ouverture en fonction de la température du liquide qui circule dans l'échangeur. La gaine d'arrivée d'air frais 12 peut être munie d'un ventilateur contrifuge réglant le débit d'air frais qui travérse cette gaine. L'échangeur 1, 2, 3 est intégré dans l'installation de chauf fagne central en parallèle sur la chaudière 19 comme illustré sur la figure La canalisation d'entrée 4 de l'échangeur est reliée à la caaalisation d'entrée 16 de la chaudière par l'intermédiaire d'une vanne dtiseleaent 17.De mtne, la canalisation de sortie 9 est reliée à la canalisation de sortie 18 de la chaudière à tra vers une vanne d'isolement 19. Le point de liaison entre la ca- nalisation 3 et la canalisation 18 est situé en amont de la pompe de circulation 20. La canalisation de sortie 3 est munie d'un vase d'expansion 21. Le fonctionnement est le suivant t Pour utiliser la cheminée, on dispose le matériau combustible 7 sur la grille I. Après que le feu a pris, la grille 1 se trouve réchauffée par le matériau incandescent ainsi que la plaque 3 tandis que l'échangeur tubulaire 2 l'est par les fumée@. Si les vannes d'isolement 17 et 19 sont ouvertes, le liquide circule dans l'installation de chauffage central, pénètre dans l'échangeur par la canalisation 4 et ressort par la canalisation 3 en suivant le trajet indiqué par les flèches 30 à 34 (fig. 9). La pompe 20 active la circulation dans l'échangeur 1, 2, 3, ausai bien que dans la chaudière 15. On dispose ainsi d'une source de chaleur supplémentaire pour l'installation de chauffage cen tr.l en récupérant la chaleur pro@uite par la chemince. Les volets 13 (fig. 5) permett@nt de régler le débit d'air frais qui lèche l'échangeur de façon à éviter que la temperature du liquide qui circule dans ce dernier n'atteigne le point d'ébul- lition. La plaque de verre 9 supprime toute arrivée d'air frais parasite tout en laissant la. possibilité de profiter du feu qui brûle dans la cheminée. Lorsque la cheminée n'est pas utilisée, on ferme le volet 6 (fig. 1) de façon à supprimer tout tirage et à éviter le refroidissement de léchangeur. Par ailleurs, on fer- me les vannes dtisolement 17 et 19 de façon à isoler complètement l'échangeur. La canalisation d'entrée 16 de la chaudière 15 ainsi que sa canalisation de sortie 18, sont pourvues chacune d > une vanne d'isolement 40. Celles-ci permettent d'isoler la chaudière 15 lorsque la source de chaleur constituée par l'échangeur 1, 2, 3 est suffisante pour alimenter l'ensemble de l'installation de chauffage central. Suivant une caractéristique supplémentaire de l'invention, l'échangeur se présente sous la forme d'un ensemble compact prêt à la poset La grille 1 repose sur une base en béton réfractaire 45 (fig. 5 à 8). La plaque 3 qui constitue le fond de la cheminé. est maintenue à l'aide d'éléments préfabriqués 46 constituant en même temps les côtés de la cheminée. L'ensemble est recouper par un chapeau 47 dans lequel est incorpore l'échangeur tubulaire 2 et sur lequel prendra appui la hotte d'evacuation des fumées. La base en béton réfractaire 45 comporte les ouvertures 11 pour l'arrivée d'air frais. Le fonctionnement reste le même que précédemment. Suivant une variante de ltinvention, l'échangeur 1, 2, 3 est incorporé dans l'installation de chauffage central de la même maniere qutun simple radiateur comme illustre sur la figure 10. La canalisation d'entrée 4 est reliee à la canalisation de sortie 18 de la chaudière 15 ars la pompe de circulation 20 par l'intermédiaire d'une vanne d'isolement 17. La canalisation de sortie 5 est reliée à la canalisation d'entrée 16 de la chaudière par l'intermédiaire d'une vanne d'isolement 19. L'échangeur est ainsi placé en série avec la chaudière 15, c'est-à-dire que le liquide réchauffe par l'échangeur passe ensuite dans la chaudière où il est à nouveau réchauffé puis ensuite dans les radiateurs. bien entendu, le nombre c & plaques 3 constituant l'échangeur peut être variable. Pour une cheminée d'angle, suivant l'importance de cette cheminée, on peut prévoir soit cinq éléments 3 soit seulement-deux comme Illustré sur les- figures 3 et 4. Par ailleurs, il reste bien entendu que la chemihée doit présenter toutes les caractéristiques de sécurité d'une cheminée classique. L'avantage essentiel de l'invention tient en ce qu'elle permet de récupérer la chaleur produite par un feu de cheminée. REVENDICATIONS. - 1. Dispositif pour la recuperatic@@ de la chaleur pro@@ite par une cheminée @ feu ouvert qui equipe un bâtiment pourvu, par ailleurs, d'une installation de chauffage central, constitué par un échangeur soumis @ la chaleur de la cheminée et traverse par le fluide qui circule dans l'installation @e c@auf@@@ge co@tral, caractérisé en ce qu'une plaque en verre ferme l'ouverture naturelle de la cheminée, tandis qu'une gaine d'arrivée d'air frais débouche à proximité de la base du foyer et est pourvue de moyens permettant de régler le débit d'air qui la traverse de façon à réguler la température de l'échangeur, qui reste toujours inferieure à la température d'ébullition du fluide. - 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la base de l'échangeur est constituée par une grille destinée à jouer le rôle de plaque de foyer, c'est-à-dire à supporter le matériau combustible, cette grille comportant des canaux internes traversés par le fluide qui circule, par ailleurs, dans l'installation de chauffage central. 3. Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérise en ce que le sommet de l'echangeur est constitué par un échangeur tubulaire placé au-dessus de la grille, à la base de la hotte reliée à la gaine d'évacuation, si bien qu'il est traversé par les fumées chaudes provenant de la combustion. - 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la grille et l'échangeur tubulaires sont reliés entre eux par au moins une plaque massive en métal comportant des canaux internes traversés par le fluide qui circule, par ailleurs, dans l'installation de chauffage central, les differents canaux de l'échangeur tubulaire de cette plaque et de la grille étant reliés entre eux de façon que l'arrivée de fluide froid se fasse au niveau de la grille et la sortie du fluide réchauffé au niveau de l'échangeur su@erieur. - 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caructérise en ce que la gai@e d'arrivée d'air frais deb@@e@e @@us la grille de l'échangeur, de purt et @'autre @'un tiroir recev@@t les ce@@@res, par deux o@vertares latérales pourvues chac@@e d'un volet régl@ble de fer@et@re. - @. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce @@e le volet réglable est co@@@@@@é automatiquement à l'aide d'un régalateur classique basé sur le principe de la dilatation d'un liquide. - 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gaine d'arrivée d'air est munie d'un ventilateur centrifuge commandé par un dispositif automatique sensible à la température du liquide qui circule dans l'installation de chauffage central de manière à réguler le débit d'air qui traverse la gaine. - 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gaine d'évacuation des fumées est pourvue d'un volet permettant de la fermer de façon à éviter le refroidissement par tirage du liquide contenu dans l'échangeur.