Brevet FR2389841A1 — publié le 19781201

On sait que les fumées d'évacuation des chaudières sont à une température résiduelle, très supérieure à celle de l'air comburant, couramment entre 200 et 250 et que de ce fait une notable partie de la chaleur produite par la combustion est perdue. Dans l'échangeur constitué par la chaudière, l'énergie calorifique dégagée par le combustible, est en majeure partie transmise à l'eau qui la traverse, nais il subsiste des pertes par rayonnenent vers l'extérieur, et dans la chaleur sensible des fusées Il stajoute à cela, que les calories absorbées par la vaporisation de l'eau produite ou contenue dans l'air comburant sont également perdues, de sorte que seal le P.C.I. du combustible est à envisager - Pour pouvoir utiliser le P.C.S., il faudrait récupérér la chaleur que fournirait la condensation de la vapeur qui subsste dans les fumées.Il n'est possible de le faire qu'en refroidissant les gaz au-dessous du point de rosée, mais ceci pose des problèmes annexes de corrosion et de réutilisation du fluide refroidisseur. - L'échauffement ae l'eau de circulation se fait à travers des surfaces métalliques - en contact d'un côté avec cette eau, et de l'autre avec les gaz chauds - nais il reste toujours, quel que soit le modèle de chaudière considéré, une surface extérieure terminale, qui est en contact avec l'extérieur, dont elle est séparée par un calorifuge. Cette surface, inportante, n'est pas utilisée pour échauffer l'eau D'autre part, comme nous l'avons dit plus haut, il reate des calories disponibles dans les futées. - Si l'on admet un coefficient de chaleur spécifique moyen des fumées = 0,25, et sachant que la combustion théorique est de 11 m3 d'air par Kg de fuel - on peut évaluer que par Kg de fuel on rejette à l'atmosphère 11 x 130 x 1,29 + 1 = 19,5 Kg de fumées (avec 30 % d'excès 100 d'air) Ce qui représente à 250a 250x19,5 x 0,25 = 1 24$ cal soit 1 2@@ - 12 % de pertes 10 000 En ramenant les gaz à 1000 on pourra récupérer 19,5 x 0,25 x (250 - 100) = 731 cal soit 7,3 %. - Si l'on récupère ainsi des calories en refroidissant les gaz jusqu'à 1000, et que ces calories soient retransmises à l'eau, par le réchauffement de la surface extérieure, dont nous avons parlé plue haut, on aura réalisé une chaudière à récupération, qui présentera 6 ou 7 points de rendement de plus qu'une chaudière classique. Estivation d'autant plus raisonnable que dans le circuit de réchauffage créé autour de la surface extérieure de la chaudière, on annule les pertes par rayonnement de la chaudière classique - on en orée d'autres, évidemment, mais celles-ci le sont aux dépens d'une chaleur perdue, alors que précédemment elles l'étaient aux dépends d'une chaleur utile. Suivant un dispositif non limitatif de l'invention (fig I) soit 1 une chaudière avec sa sortie de fumée en 2 en 3 on dispose une prise de gaz, perpendiculaire à la veine d'écoulement des gaz, dont la pression statique est # 0, an conduit 4 relie cette prise 3 au circuit auxilliaire 5 qui est ménagé autour de la chaudière 1, à l'emplacement de la jaquette calorifugée 6 - la sortie du circuit 5 s'effectue en 7, et un ioto ventilateur 8, aspire les gas dérivés, suivant le parcours 7, 5, 4, 3 - pour refouler enfin ceux-ci en 9 en aval de la prise 3. Il en résulte que tout le circuit 3, 4, 5, 7, 8 est en dépres- sion saul le circuit 8, 9 est en surpression. Cette disposition, fait que le dispositif, ne présente aucun risque - en effet le circuit 3, 4, 5, 7, 8 en cas de non étanchéité, ne présente aucun danger, car il ne peut y avoir de gaz répandus dans la chaufferie, mais au contraire rentrée d'air - 10 est une seconde jaquette calorifugée. Dans les chaudières sans récupération on ne peut songer à abaisser la température des gaz, qu'en augmentant démesurément le métré de surface de chauffe - c'est ainsi que pour retrouver des gaz à la température de l'eau, il faudrait une surface d'échange théoriquement infinie. Ce qui évidemment se heurte à des impossibilités commerciales. On pourrait aussi créer un circuit complémentaire des gaz qui viendrait réchauffer cette surface extérieure, avant d'être rejetés à la cheminée. Hais cela demanderait une modification profonde du gdns- rateur, notamment en ce qui concerne la sortie des fumées et qui ne pourrait Qtre réalisée sur tous les modèles. La pression dans le foyer augmenterait, et on aurait des risques certains en cas de non étanchéité du dernier circuit gazeux, qui ne serait séparé de l'ambiance que par une jaquette calorifugée. - Cette solution est donc également à rejeter. Par contre dans le dispositif, objet de l'invention, on échappe à ces critiques. On obtiendra le maie résultat, au point de vue récupération, que dans la solution ci-dessus, puisqu'on reprend des gaz à la iaie température, en fin de parcours - nais ici l'adaptation est très aisée, ne demande aucune modifcation du circuit initial des gaz. Mais seulement l'établissement de 2 jaquettes, au lieu d'une seule ou encore une enveloppe plus une jaquette, la dernière étant calorifugée. Car ici, on le répétera à nouveau, il n'y a aucun risque, le dernier circuit gazeux, prélevé après la buse, est en dépression constante, au lieu d'être en pression. L'adaptation de la sortie après la buse est d'un coût minime, la dépense principale réside en un noto ventilateur de puissance très limitée. Le circuit auxilliaire ménagé autour de la surface extérieure, peut encore être parcouru par de l'air chaud, au lien de l'être directement par les gaz. En ce cas, il est nécessaire de passer par un échangeur qui recevra au primaire les gaz, à la sortie de la bue, et su secondaire de l'air, pris à l'extérieur et qui sera réchauffé à la température voulue. Le dispositif fonctionne alors suivant le achéis, figure 2. la position du ventilateur est inversée, l'air échauffé est refonlé autour de la chaudière, et retourne en fin de parcours à la cheminée. L'échangeur indispensable aura une surface d'échange qui peut conduire à des dimensions encombrantes, augmente l'investissement par rapport à la dérivation des gaz, mais écarte la sujétion d'un circuit complémentaire de ceux-ci. - Soif la chaudière 1, la sortie de funée en 2, en 3 est on échangeur parcouru au primaire par les gaz, et ap secondaire par de ' l'air refoulé dans le conduit 4 par le noto ventilateur 8, dans le circuit auxilliaire 5, à l'intérieur de la jaquette 6. La sortie s'effectue en 7 et l'air est renvoyé à la cheminée en 9 une deuxième jaquette 10 calorifugée limite les pertes de chaleur vers l'extérieur. R E V E N D I C A T I O N S 10/ Procédé qui utilise la surface extérieure d'une chaudière, communément séparée de l'extérieur par une jaquette calorifugée, pour recevoir des calories prélevées sur/ la chaleur sensible des fumées, après la buse d'évacuation. 20/ Procédé selon 1, caractérisé par le fait qu'une fraction des gaz est prélevée entre la buse et la cheminée, circule autour de la surface extérieure et est ensuite rejetée à la cheminée, sous l'influence d'un loto ventilateur. 30/ Procédé selon 2, caractérisé par le fait que le circuit des gaz dérivés, est en dépression constante, avant que les gaz soient refoulés dans la cheminée. 49/ Procédé selon 1, caractérisé par le fait que la surface extérieure de la chaudière reçoit de l'air chaud, produit dans un échangeur dont le fluide prinaire est constitué par les gaz de combustion, l'air étant le fluide secondaire prélevé à l'extérieur - avant d'entre refoulé dans la cheminée en fin de parcours.