Brevet FR2334921A1 — publié le 19770708

L'invention concerne un dispositif pour améliorer le rendement des installations de chauffage central à eau au moyen d'un clapet de distribution placé sur le trajet des gaz de combustion. Dans les installations connues de ce genre, le clapet de distribution a pour fonction de ne permettre le passage de l'air secondaire dans le brûleur que lorsque celui-ci fonctionne. Cette mesure, lorsque le brûleur est arrêté, réduit le refroidissement de la chaudière dû a l'ascension naturelle du courant d'air dans la chaudière vers la cheminée. L'accumulation de chaleur qui se produit à l'arrêt du brûleur pose toutefois des problèmes. Quand le brûleur fonctionne, ce clapet de distribution connu n'a pas de fonction. Le principe de l'invention part du fait que, dans la technique connue, l'utilisation de la chaleur de combustion est incomplète, car la structure du brûleur est fixe alors que les conditions de fonctionnement sont très variables. Les conditions de fonctionnement de l'échangeur de chaleur dépendent principalement de l'intervalle de température d'eau réglé, du degré d'encrassement par la suie et des valeurs de la température et du débit du gaz de chauffe. I1 en résulte qu'une construction invariable ne peut pas toujours offrir une utilisation optimale, laquelle est demandée de manière pressante en raison de l'augmentation du prix de l'énergie et des exigences croissantes de protection de 1 t environnement. La présente invention a en conséquence pour but de permettre l'extraction de la chaleur des gaz brûlés jusqu'à la limite admissible dans toutes les conditions rencontrées en fonctionnement normal. L'invention atteint ce but avec un dispositif du type décrit au début grâce au fait que dans le tube des gaz de combustion du brûleur, en aval du clapet de distribution, est placée une sonde de température agissant sur le clapet de distribution, et que le clapet de distribution ouvre ou ferme au moins une partie des conduits de gaz de 1' échangeur de chaleur de la chaudière pour maintenir la température de sortie des gaz approximativement constante, la température de sortie des gaz n'étant que légèrement supérieure à une température prédéterminée. Le réglage de la surface d'échange de chaleur offerte aux gaz brûlés qui fait l'objet de l'invention permet une utilisation optimale de I'énergie calorifique qui, autrement, serait cédée à l'atmosphère. I1 est couramment prescrit par les règlements que la température des gaz brûlés ne doive pas descendre au-dessous de 150 à 1800C afin que ne puissent pas se déposer dans la cheminée de condensats nuisibles provenant des gaz de combustion. Pour que cette valeur puisse être respectée avec certitude et dans toutes les conditions de fonctionnement, les brûleurs sont conçus et réglés de façon qu'on ait en moyenne des températures de gaz de combustion notablement plus élevées, souvent jusqu'à 3000C. L'invention permet ainsi d'utiliser d'importantes réserves d'énergie. Si l'échangeur de chaleur déjà installé dans la chaudière est trop petit pour une récupération optimale de chaleur, il est indiqué qu'une partie supplémentaire de l'échangeur de chaleur soit placée dans le tube de gaz de combustion, ce qui donne la possibilité avantageuse de soumettre cette partie à la commande suivant l'invention. La sonde de température peut être par exemple un tube rempli de liquide dont une extrémité est fermée et l'autre extrémité est reliée à un vérin hydraulique agissant comme organe de réglage du clapet de distribution. Le changement de volume du liquide, fonction de la température, peut actionner le clapet de distribution dans le sens désiré soit directement, soit au moyen d'un servo-moteur. On peut naturellement aussi utiliser pour cela des thermostats et des servo-motèurs usuels. D'autres détails de l'invention ressortent de la description suivante de deux exemples de réalisation à l'aide des dessins. Sur ces dessins la figure 1 est une coupe schématique d'une chaudière à échangeur de chaleur intégré la figure 2 est une coupe schématique d'une chaudière à échangeur de chaleur supplémentaire dans le tube de gaz brûlés. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, on utilise pour la mesure de la température des gaz de combustion et comme organe de réglage un petit vérin hydraulique 2 qui est relié à un tube de mesure 1 rempli d'un liquide résistant à la chaleur. La section d'ouverture du tube supérieur 5 de l'échangeur de chaleur est réglée par l'intermédiaire d'un levier 3 relié au clapet 4. Si plusieurs tubes d'échangeur de chaleur sont juxtaposés, comme c'est souvent le cas, un groupe de tubes approprié peut également être réglé de cette manière. Le brûleur proprement dit est désigné par 6, le tube de gaz de combustion par 7 et la cheminée par 8. Si la température des gaz de combustion dépasse la valeur prescrite, le liquide se dilate dans le tube de mesure 1 et agit sur le levier 3 et le clapet 4 dans le sens d'une ouverture, de sorte que le tube supérieur 5 de l'échangeur de chaleur participe à un degré accru au transfert de chaleur. Les parties de l'échangeur de chaleur remplies d'eau et recevant la chaleur sont représentEs hachurées. Le vérin hydraulique 2 est réglable en longueur en vue du réglage de base de la température désirée des gaz brûlés. L'exemple de réalisation représenté sur la figure 2 est conçu pour le cas où la capacité de l'échangeur de chaleur n'offre pas de gaz de réserve pour le réglage. C'est pourquoi on utilise un tube de gaz de combustion 9 comportant un échangeur de chaleur supplémentaire 10 monté en parallèle avec la conduite de gaz de combustion. Un clapet de distribution 11 actionné par exemple de la manière décrite précédemment par un vérin hydraulique 2 amène en fonction de la température du tube de mesure 1 une partie des gaz de combustion dans l'échangeur de chaleur 10 et amène directement le reste dans la conduite de gaz de combustion 9, de sorte qu'après la réunion des deux courants de gaz de combustion en aval du clapet 11, on obtient la température de mélange appropriée. En vue d'une prise correcte de température, le tube de mesure 1 est placé en aval du clapet 11. Le positionnement et la commande représentés du clapet 4 ou 11 ne constituent que des exemples. De nombreuses variantes de construction s'offrent pour cela aux spécialistes. Ainsi, par exemple, le clapet peut aussi etre placé à l'entrée des tubes de l'échangeur de chaleur et peut être actionné par une boucle de régulation. REVEND ICAT IONS 1. Dispositif pour améliorer le rendement des installations de chauffage central à eau au moyen d'un clapet de distribution placé sur le trajet des gaz de combustion, caractérisé en ce que, dans le tube de gaz de combustion du brûleur, en aval du clapet de distribution, est placée une sonde de température pour commander le clapet de distribution de manière que le clapet de distribution ouvre ou ferme au moins une partie des conduits de gaz de l'échangeur de chaleur de la chaudière pour maintenir la température de sortie des gaz approximativement constante, cette température de sortie n'étant que peu supérieure à une température prédéterminée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie de l'échangeur de chaleur est placée dans le tube des gaz de combustion. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la section de passage de la partie de l'échangeur de chaleur placée dans le tube des gaz de combustion est réglable. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la sonde de température est un tube rempli de liquide dont une extrémité est fermée et dont l'autre extrémité est reliée à un vérin hydraulique agissant comme organe de réglage du clapet de distribution. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la sonde de température coopère avec un thermostat pour actionner le clapet de distribution. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la sonde de température est reliée à la commande d'un servo-moteur de réglage du clapet de distribution.