Brevet FR2293674A1 — publié le 19760702

La présente invention a pour objet un : dispositif de récupération de la chaleur évacuée dans les conduits de fumées par les appareils de chauffage notamment ceux agissant par l'intermédiaire d'un fluide en circulation. L'objet de l'invention se rattache au secteur technique du chauffage et notamment d celui des parties constitutives des systèmes de chauffage ou de fourniture d'eau chaude à usage domestique. Les gaz évacués dans les conduits de fumées par tout appareil de chauffage et notamment les chaudières de chauffage central, sont encore très chauds (de l'ordre de deux cents degrés environ) et entraînent une grande perte calorifique lorsqu'ils ne sont pas récupérés pour un chauffage d'appoint. L'invention remédie à cet inconvénient en plaçant entre 1'ap- pareil de chauffage ou chaudière et le conduit d'évacuation des fumées un dispositif de récupération de chaleur caractérisé en ce que les gaz chauds récupérés à la sortie de l'appareil passent entre des éléments creux disposés en chicane à 1tintérieur d 'une chambre isolée thermiquement. Les dits éléments creux autorisent la circulation du fluide à réchauffer , et plus particulièrement, dans le cas de chauffage central, la circulation. et la préchauffe du liquide froid venant des radiateurs et pas sant ensuite dans la chaudière. Les gaz ayant réchauffé le fluide sont ensuite entrainés dans le conduit d'évacuation. Suivant une réalisation de l'invention, l'élément creux assurant I'échange thermique est un tube coudé formant sur plusieurs plans parallèles des serpentins séparés par des plaques ou cloisons pleines formant un cheminement/pour les gaz sortant de l' appareil de chauffage. il est également prévu de formez 1'intérieur de la chambre des panneaux creux pour la circulation du fluide, disposés en alternance de sorte que les gaz circulent suivant un tracé sinueux en venant en contact sur toutes les faces des cloisons. Afin de faciliter l'évacuation des gaz ayant assurés l'échan- ge thermique il est prévu d'adjoindre à la sortie du dispositif ou dans le conduit de fumées un accélérateur palliànt à la d1- minution de tirage du au ralentissement et au refroidissement des gaz. Un circulateur d'appoint peut également être prévu à l'entrée du fluide à réchauffer. Ainsi dans le cas de chauffage central, on réalise une économie sur le combustible en préchauffant le fluide avant son entrée dans la chaudière où il est élevé à la température désirée. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la description qui suit. Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter dans les dessins annexés La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un exemple de réalisation du dispositif où l'élément creux est plié en serpentin. La figure 2 est une vue de dessus en coupe de l'exemple illustré à la figure 1. La figure 3 est une vue en perspective d'un autre exemple de réalisation du dispositif suivant l'invention où les éléments creux sont réalisés par des panneaux creux disposés parallèlement en alternance dans une chambre où circulent les gaz. La figure 4 est une vue de face d'un élément formant cloison creuse à l'intérieur du-quel circule le fluide à réchauffer. La figure 5 est une vue en coupe partielle suivant la ligne brisée 5-5 de la figure 4. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant sous des formes non limitatives de réalisation en se réfèrant aux exemples illustrés aux figures des dessins. Comme illustré figures 1 et 2 le dispositif de récupération de chaleur se compose d'une chambre 1 formée de préférence d'une base 11 en acier de foife épaisseur sur laquelle se fixe des panneaux ou parois 12 dont au moins un est démontable ou amovible pour autoriser l'entretien et le ramonage du dispositif. Chaque panneau 12 se compose d'un isolant thermique 13 tel que laine minérale contenue entre une tôle 14 de forte épaisseur formant paroi interne du dispositif, et un habillage de tôle de préférence démontable ou amovible. Sur les panneaux 12 se fixe d'une manière démontable ou pas un couvercle 16 réalisé de la même façon que les panneaux 12. Un des panneaux latéraux 12 présente deux ouvertures oblongues 17 et 18 formées près des bords inférieur et supérieur et assurant respectivement l'entrée des gaz venant de l'appareil de chauffage et l'évacuation des dits gaz, ayant assuré l'échange thermique,dans les conduits des fumées. Pour une application aux installations de chauffage central le fluide à réchauffer venant des radiateurs circule dans un tube 2 enroulé de préférence en serpentin suivant plusieurs plans parallèles afin de constituer une surface d'échange thermique la plus importante possible tout en permettant la circulation des gaz. Les plans ainsi formés sont séparés par des cloisons 3 fixées de préférence d'une manière amovible sur les parois internes de la chambre de telle sorte à former alternativement entre un de leur côté et la paroi interne correspondante un passage 4 autorisant le passage des gaz d'un étage à l'autre et suivant un tracé sinueux, afin que les dits gaz circulent tout autour de la canalisation ou tube 2. Ainsi le liquide à réchauffer venant des radiateurs est accéléré par un circulateur d'appoint 5, placé à l'entrée de la canalisation ou tube 2, pour pallier aux pertes de charges dues aux nombreux coudes formés par les serpentins. Le liquide est ensuite évacué à la base du dispositif en direction de la chaudière pour y être élevé à la température désirée. Il est également prevu en variante de monter à la sortie de l'ouverture 18 ou à l'intérieur du conduit de fumées un ventilateur ou autre accélérateur approprié pour faciliter l'évacuation des fumées qui ont été refroidies et freinées lors de leur passage au travers des serpentins. L'étanchéité de la chambre 1 est autorisée par des joints 6 disposés dans les angles internes de la dite chambre. Un purgeur d'air 7 automatique est branché sur la canalisation 2. Il est à noter que la chambre 1 peut être posée au sol en reposant sur un piètement 8 ou être placée en hauteur et fixée à un mur. Suivant une autre forme de réalisation illustrée figures 3,4, et 5 la chambre 1, réalisée comme décrit ci-dessus, présente intérieurement une pluralité de panneaux creux 9 parallèles disposés verticalement entre lesquels circule les gaz chauds. Les dits panneaux sont reliés en série ou en dérivation par des tuyaux 12 sur les conduits d'arrivée 10 et de sortie 11 du fluide à réchauffer. Chaque panneau 9 est disposé à l'intérieur de la chambre de sorte que les gaz circulent suivant un tracé sinueux en passant tour à tour sur chaque face des panneaux . Pour ce faire il est prévu de décaler alternativement les panneaux 9 l'un par rapport à l'autre en laissant un passage entre un de leurs côtés et la face interne de la paroi correspondante de la chambre 1. Il est également possible comme illustré figure 3 de placer tous les panneaux 9 à la même hauteur et de fixer longitudinalement sur un des cotés de chaque panneau une plaque d'obturation 13 venant en appui sur la paroi interne correspondante de la chambre, tandis que le côté opposé des dits panneaux étant posé sur des cales 14 de façon à autoriser le passage des gaz.L'obturation s'effectue alternativement d'un côtou de l'autre des panneaux afin d'autoriser la circulation des gaz suivant un tracé sinueux et alterné. D'une manière préférée quoique non limitative les panneaux 9 sont réalisés par deux demi-parties 91 et 92 complémentaires accolées d'une manière étanche. Chaque demi-partie présente sur sa face interne des parties refoulées 93 obtenues par emboutissage ou pliage judicieux pour former après fixation des demi-parties, des éléments creux de section oblongue, disposés: parallèlement entre eux et reliés par des canalisations transversales 94 réalisées par exemple par emboutissage sur la face interne de chaque demipartie 91 et 92. Ainsi le fluide froid arrivant des radiateurs par une canalisation 12 branchée à la partie supérieure du premier élément en contact avec une des parois de la chambre 1, circule à 1' intérieur des dits éléments et y est réchauffé, et ressort à la base du dernier élément, également en contact avec la paroi opposée, pour être amené par des tuyaux 12 et conduit 11 dans la chaudière où il est élevé à la température désirée. Il est à noter que chaque panneau creux 9 peut être placé soit verticalement, soit horizontalement voire même obliquement, de sorte à autoriser la meilleure circulation des gaz en fonction de la position des bouches d'arrivée 1 et de sortie 18 des dits gaz. Les dites bouches 17 et 18 peuvent également être réalisées sur la même face ou sur des faces différentes de la chambre, en autorisant toujours un échange thermique sur toutes les faces des panneaux creux 9. Comme dans la réalisation précédente chaque panneau 9 peut présenter un purgeur d'air. Afin d'éviter toute corrosion trop rapide, toutes les parties en contact avec les gaz telles qu'éléments creux, parois internes, etc, sont recouvertes d'un revêtement protecteur tel que peinture résistant à une température élevée, ou être éventuellement galvanisées. Les avantages ressortent bien de la description et en particulier on souligne - u-ne économie de combustible par récupération de la chaleur en principe perdue, - une économie sur 1 'installation de la chaudière qui peut être de capacité plus faible, - la suppression de la condensation à l'intérieur de la chaudière par retour d'un liquide préchaufié, éliminant ainsi la corrosion dans la chambre de combustion. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d' application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1- Dispositif de récupération de la chaleur évacuée dans les conduits de fumée par les appareils de chauffage notamment ceux agissant par l'intermédiaire d'un fluide en circulation, caractérisé en ce qu'il comprend un corps ou enveloppe isolé thermiquement, constituant une chambre dans laquelle sont montés, avec des dispositions en serpentins en chicane ou similaire allongeant considérablement le circuit, des élémentsFreux à l'intérieur desquels circule le fluide du système de chauffage avant qu'il ne retourne à la chaudière ou appareil de chauffage, un deuxième circuit étant formé autour des éléments creux avec un cheminement analogue mais en sens inverse pour l'évacuation des gaz provenant de la chaudière/ou appareil de chauffage, le corps du dispositif présentant des ouvertures d'admission et d'évacuation raccordées à la chaudière et aux canalisations, pour chacun des deux circuits - fluide de chauffage, gaz brûlés. 2- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément creux est un tube formant plusieurs étages parallèles d'éléments ou série d'éléments pliés en serpentin et séparés par des cloisons parallèles laissant subsister alternativement suivant un de leur côté un passage , les dites cloisons étant montées à l'intérieur de la chambre et isolées thermiquement pour former un cheminement en chicane pour les gaz passant entre les serpentins. 3- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les plaques montées et positionnées en alternance à l'intérieur de la chambre sont démontables et de préférence amovibles pour faciliter l'entretien du dispositif. 4- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les cheminements du double circuit sont formés avantageusement et uniquement par des panneaux creux à l'intérieur desquels circule le fluide à réchauffer, les dits panneaux sont fixés parallèlement à l'intérieur de la chambre isolée thermiquement et laissant subsister alternativement entre un de leur côté et la face interne correspondante de la chambre un passage pour former un cheminement en chicane pour les gaz afin que 1' échange thermique s'effectue sur les faces de tous les panneaux creux qui sont respectivement reliés à l'entrée et à la sortie du fluide à réchauffer. 5- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 4, caractérisé en ce que chaque panneau creux est formé par des éléments creux convenablement emboutis ou formés autrement afin de constituer une âme pleine et des canaux de circulation reliés entre eux par au moins un canal transversal assurant la circuit lation répartie du fluide dans chaque élément. 6- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1-4 et 5, caractérisé en ce que chaque panneau creux est réalisé par deux demi-parties convenablement pliées et refoulées pour former après assemblage étanche des dites demi-parties des éléments creux parallèles et reliés entre eux par une âme présentant des canaux transversaux pour la circulation répartie du fluide dans chaque élément, 7- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1-4-5 et 6, caractérisé en ce que les panneaux creux-sont reliés en série sur le conduit d'entrée et sur le conduit de sortie du fluide. 8- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1-4-5 et 6, caractérisé en ce que les panneaux creux sont reLiés en parallèle sur le conduit d'entrée et sur le conduit de sortie du fluide. 9- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1-2-34-5-6-7 et 8, caractérisé en ce que l'appareil de chauffage Est une chaudière de chauffage central dont le fluide venant des radiateurs est pré-chauffé à l'intérieur des éléments creux par les gaz évacués, avant son passage dans la chaudière. 10- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1-2-34-5-6-7-8 et 9, caractérisé en ce que le fluide de chauffage des radiateurs est accéléré par un circulateur d'appoint placé à l' entrée des éléments creux formant surface d'échange thermique. 11- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1-2-3 4-5-6-7-8-9 et 10, caractérisé en ce que les gaz refroidis sortant de la chambre isolée thermiquement sont aspirés et propulsés dans le conduit d'évacuation des fumées par un accélérateur. 12- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1-23-4-5-6-7-8-9-10 et 11, caractérisé en ce que les éléments creux formant surface d'échange thermique sont reliés à un purgeur d'air automatique. 13- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1-2-3 4-5-6-7-8-9-10-11 et 12, caractérisé en ce a'au moins une paroi de la chambre isolée thermiquement est démontable et de préférence amovible pour autoriser l'entretien du dispositif, des joints étant disposés dans les angles internes des parois pour assurer l'étanchéité.