Brevet FR2292196A1 — publié le 19760618

La présente invention concerne une installation destinée à diffuser un flux calorifique à l'intérieur d'un local. Plus particulièrement, elle concerne une installation utilisant, comme source de chaleur, un appareil de chauffage alimenté en fluide combustible, notamment en gaz. Dans beaucoup de circonstances, le chauffage d'un local pose des pro blêmes lorsqu'il est impossible d'utiliser les sources d'énergie fixes telles que gaz de ville ou réseau électrique. C'est particulièrement le cas pour les caravances de camping ou les baraques de chantiers installées provisoirement dans des en droits qui peuvent être écartés de toute agglomération. On comprend que les appareils de chauffage indépendants à fluide combustible et notamment à gaz présentent alors un intérêt indéniable. Toutefois, ces appareils comportent un inconvénient majeur qui réside dans la nécessité d'évacuer les gaz brûlés. De manière générale, on peut diviser les appareils de chauffage au gaz en deux grandes catégories, à savoir: 10) Les appareils sur lesquels n'est prévu aucun système d'évacuation des produits de la combustion, lesquels se déversent alors dans la pièce à chauf fer, On comprend immédiatement que ce type d'appareils ne peut avoir un fonc tionnement continu car il pollue rapidement l'atmosphère et pour renouveler cel le-ci il est alors indispensable, ou bout d'un certain temps de fonctionnement, de ventiler l'intérieur du local en ouvrant les fenêtres ou la porte. On refroidit alors brusquement le local en perdant le bénéfice constitué par la présence de l'appareil de chauffage. Ces appareils sans évacuation dégagent en effet de la vapeur d'eau dans le local, appauvrissent l'atmosphère en oxygène, laissent échapper dans le volume à chauffer de l'oxyde de carbone et du gaz carbonique. Ils ne peuvent donc s'employer tels quels qu'à l'extérieur des locaux habités. A l'in térieur de ceux-ci, ils ne sont généralement utilisés, en conformité avec la rè glementation généralement en vigueur, qu'avec des dispositifs de sécurité per mettant de déceler le seuil dangereux de proportion d'oxyde de carbone dans l'air ambiant, ce qui en limite l'utilisation.De plus, si l'on veut éviter l'ou verture et la fermeture alternatives des fenêtres pour la ventilation, un chauffage continu ne peut être obtenu qu'à l'intérieur de locaux disposant d'un système de ventilation forcée. 20) Les appareils de chauffage munis d'un système d'évacuation. Ces appareils rejettent les gaz de combustion à l'extérieur du local par l'intermédiaire d'une cheminée ou d'un système simplifié que l'on appelle communément "ventouse", ce rejet des gaz se produisant après que ces derniers ont transmis une partie de leur chaleur au local par l'intermédiaire d'un échangeur. Ce type d'appareils est beaucoup plus satisfaisant sur le plan de l'hygiène mais il est difficile à installer, surtout dans un local déjà construit, car l'installation des conduits d'évacuation des produits de la combustion est délicate et pose des problèmes quelquefois impossible à résoudre. De plus, une grande partie de l'énergie calorifique se dissipe à l'extérieur et altère le rendement de ces appareils. La présente invention se propose de remédier aux inconvénients de ces deux catégories d'appareils en prévoyant une installation utilisant un combustible fluide et qui est dépourvu des inconvénients précités. Notamment, I'installation selon la présente invention permet d'éviter tout dégagement des produits de combustion à l'intérieur du local à chauffer et il présente une grande facilité d'installation, surtout dans des locaux déjà installés. L'installation selon la présente invention se caractérise parce qu'elle comporte un échangeur de chaleur monté dans une paroi du local, de telle sorte qu'une de ses extrémités dépasse à l'intérieur du local et que son autre extrémité se trouve à l'extérieur du local et exposée à l'action de l'appareil de chauffage qui se trouve par conséquent également en dehors du volume à chauffer. Selon un aspect plus particulier de l'invention, l'échangeur de chaleur est constitué par un corps fermé creux qui présente un capotage extérieur réalisé en un matériau conducteur de la chaleur, un revêtement tubulaire placé à l'intérieur du capotage et constitué par une matière poreuse ménageant un passage central, un fluide étant emprisonné dans ledit corps fermé, ce fluide étant susceptible de s'évaporer sous l'action de la chaleur et de se condenser au contact d'une zone froide. Le fluide sous forme liquide se trouve emmagasiné dans la matière poreuse et lorsqu'il s'évapore au niveau de la zone chauffée, ledit fluide passe dans le canal central sous forme de vapeur et se déplace de la zone chaude vers la zone froide dans laquelle il se condense à nouveau et passe à l'intérieur du revêtement poreux.Le fluide condensé se déplace par capillarité dans la partie poreuse de l'échangeur depuis la zone la plus froide vers la zone la plus chaude. De tels appareils existent déjà. Le revêtement poreux peut être constitué par de la céramique, par un tissu métallique, par des fibres de matières diverses ou par tout autre matériau permettant de ménager des pores communiquant les uns avec les autres afin d'assurer le déplacement par capillarité du fluide sous forme liquide d'une extrémité à l'autre de l'échangeur. Selon l'invention, I'installation est telle qu'au moins une partie de l'échangeur de chaleur décrit ci-dessus est logée dans la paroi du local où elle est entourée d'une gaine isolante limitant les déperditions de chaleur. L'extrémité extérieure de l'échangeur qui est soumise à l'action de appareil de chauffage peut être chauffée - soit par rayonnement direct, notamment lorsque l'appareil de chauffage comporte un brûleur ou une rampe à flamme et, dans ce cas, pour augmenter la surface de l'échangeur recevant la chaleur, celle-ci pourra être diffusée par voie mécanique ou chimique et éventuellement noircie notamment par oxydation de ladite surface ; - soit par convection, dans ce cas l'extrémité chauffée de l'échangeur sera logée dans un caisson rempli de liquide, ledit caisson étant exposé à la flamme de l'appareil de chauffage.Ledit liquide du caisson pourra alors constituer une sécurité, si l'on associe à la commande de l'appareil de chauffage un détecteur de niveau du liquide, ce détecteur permettant d'interrompre l'appareil de chauffage dans le cas où le liquide baisserait anormalement dans le caisson et découvrirait l'extrémité de l'échangeur. On décrira à présent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes de réalisation d'une installation selon l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure I est une coupe longitudinale d'un échangeur de chaleur tel qu'utilisé dans l'insfgilation selon l'invention ; - la figure 2 est un schéma montrant l'installation en place dans un local d'habitation ; - les figures 3a et 3b sont des schémas montrant diverses dispositions d'un système de chauffage par rayonnement direct de l'échangeur de chaleur ; ; - la figure 4 est un schéma d'une partie de l'installation comportant un chauffage par convection - et la figure 5 est une variante de réalisation d'un chauffage par convection, A la figure I, on a représenté en coupe longitudinale un échangeur de chaleur qui est constitué par un capotage I tubulaire fermé à ses deux extré mités 2 et 3 et réalisé en un matériau conducteur de la chaleur, notamment en métal A l'intérieur de ce capotage. 1 est disposé un revêtement tubulaire 4 en une matière poreuse, notamment en céramique, qui s'étend entre les deux extrémités 2 et 3 du capotage0 Le revêtement 4 ménage un passage central 5 où peuvent circuler, selon les flèches 6, des vapeurs d'un fluide susceptible de passer d'une phase liquide à une phase vapeur sous l'action de la chaleur puis, de la phase vapeur à la phase liquide au contact d'une zone froide. La phase liquide du fluide vaporisable circule par capillarité à l'intérieur du revêtement poreux 4 dans le sens des flèches 7. A la figure 1, on a matérialisé par les flèches 8 I'apport de chaleur produit par un appareil de chauffage et par les flèches 9, à l'autre extrémité de l'échangeur, la restitution calorifiqueO La figure 2 représente une forme de réalisation d'une installation complète utilisant l'échangeur de la figure l g On a indiqué en 10 une cloison d'un local tel qu'une caravane de camping ou une baraque de chantier et en li I'échangeur de chaleur de la figure 1 traversant la paroi 10 à l'intérieur d'un manchon isolant 12 A l'extérieur du local se trouve unappareil de chauffage désigné de façon générale en 13 qui est supporté par une console 14 et qui comporte une bouteille de gaz 15 portant un brûleur 16 dont la surface de-chavffe se trouve au voisinage immédiat de l'extrémité 11a de l'échangeur de chaleur0 L'appareil de chauffage 13 est enveloppé par une tubulure 17 dont l'extrémité supérieure est ouverte pour permettre le dégagement des produits de combustion selon la flèche 18. L'extrémité 11b de l'échangeur de chaleur se trouve à l'intérieur du local et porte éventuellement un dispositif à ailettes 19 augmentant la surface d'échange entre l'atmosphère du local et la surface de chauffe. Bien qu'à la figure 2 le brûleur 16 soit représenté sous la forme d'une plaquette située sous l'extrémité lla de l'échangeur de chaleur, on comprendra que l'on pourrait varier la disposition et le nombre des brûleurs comme on le voit par exemple sur les figures 3a et 3b. A la figure 3a, on a disposé deux brûleurs 20-21 verticalement de part et d'autre de l'échangeur 11, alors qu'à la figure 3b on est en présence de quatre brûleurs 22, ce qui permet d'augmenter la quantité de chaleur apportée à l'échangeur0 Dans le cas des figures 2, 3a et 3b, I'échangeur de chaleur est soumis à une action de rayonnement direct de la part de l'appareil de chauffage. On pourrait naturellement imaginer d'autres solutions et par exemple prévoir, comme aux figures 4 et 5, un chauffage par convection. Ainsi, à la figure 4, l'extrémi- té de l'échangeur 11 est plongée à l'intérieur d'une masse de liquide 23 contenue dans un caisson 24 qui est chauffé par une rampe 25 alimentée en gaz à partir d'une bouteille 26.Un détecteur du niveau du liquide 27 constitué par exemple par un flotteur comme représenté est associé au caisson 24 et ce détecteur est destiné à agir sur un interrupteur 28 d'un circuit électrique de commande de l'a limentation en gaz de la rampe 25 dans le cas où le niveau de liquide 23 dans le caisson descend de façon anormale. Dans ce cas, le flotteur 27 descendra éga lement selon la flèche F et viendra repousser l'interrupteur 28 dans la position représentée en trait interrompu. Le système de sécurité ainsi constitué permet d'éviter toute surchauffe anormale de l'échangeur de chaleur, surchauffe qui pourrait le détériorer de façon irréversible. La figure 5 représente une variante de réalisation d'une installation dans laquelle on utilise un chauffage par convection de l'échangeur de chaleur. Ce système est constitué par un manchon 30 à ailettes contenant un fluide tel par exemple que de l'huile, le manchon 30 étant engagé sur l'extrémité de l'échan geur il ou éventuellement surmoulé. Ainsi, réalise-t-on également une protection de l'échangeur 11 qui n'est pas exposé directement à l'action du br0leur 25. Il convient d'indiquer que le dispositif d'échangeur de chaleur dont il est fait application dans la présente invention permet un transfert d'environ -750 watts/heure sous un diamètre de 16 mm. On conçoit alors que ces performances permettent l'utilisation d'un échangeur de très faible diamètre ne néces sitant par conséquent que le perçage d'un trou très réduit dans la paroi du local, ce qui épargne les gros travaux nécessités habituellement par les installations classiques à système d'évacuation des produits de combustion. L'invention ayant maintenant été exposée et son intérêt justifié sur des exemples détaillés, le demandeur s'en réserve l'exclusivité, pendant toute la durée du brevet, sans limitation autre que celle des termes des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1. Installation pour diffuser un flux calorifique à l'intérieur d'un local, ledit flux calorifique étant créé par un appareil de chauffage alimenté en combustible fluide, caractérisée en ce que ladite installation comporte un échongeur de chaleur monté dans une paroi du local de telle sorte qu'une de ses extrémités dépasse à l'intérieur du local et que son autre extrémité se trouve à l'extérieur du local et exposée à l'action de l'appareil de chauffage qui se trouve également en dehors du volume à chauffer. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'échangeur de chaleur est constitué par un corps fermé creux présentant - un capotage extérieur réalisé en matériau conducteur de la chaleur, - un revêtement intérieur tubulaire du capotage constitué par une matière poreuse ménageant un passage central - et un fluide susceptible de s'évaporer sous l'action de la chaleur et de se condenser au contact d'une zone froide0 3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que au moins la partie de l'échangeur de chaleur logée dans la paroi du local est entourée d'une gaine isolante. 4. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité extérieure de l'échangeur est chauffée par rayonnement direct. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la paroi externe d'au moins l'extrémité de l'échangeur qui est chauffée est dépolie par voie mécanique ou chimique afin d'augmenter la surface recevant le rayonnement . 6. Installation selon les revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que la surface externe d'au moins l'extrémité chauffée de l'échangeur est noircie, notamment chimiquement, pour améliorer l'absorption de chaleur. 7. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité extérieure de l'échangeur est chauffée par convection. 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'ex trémité chauffée de l'échangeur est logée dans un caisson rempli de liquide, ledit caisson étant exposé à la flamme de l'appareil de chauffage. 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le liquide contenu dans le caisson constitue une sécurité, un détecteur de niveau du liquide étant associé à la commande de l'appareil de chauffage pour l'inter rompre si le niveau du liquide découvre l'extrémité de l'échangeur. 100 Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'extrémité chauffée de l'échangeur est munie d'un système à ailettes.