Brevet FR2371642A1 — publié le 19780616

La présente invention est relative aux chaudière s mixtes du type étanche à brlileur soufflé et elle vise plus particulièrement un perfectionnement apporté à un échangeur pour ce type de chaudière. Les appareils du type ci-dessus, chauffant au gaz, comportent un échangeur qui entoure un brûleur cylindrique, ceci afin de réduire au maximum le volume de la chambre de combustion tout en conservant un bon rendement. Cependant les solutions connues ne donnent pas toute satisfaction car le brtSleur cylindrique vertical n'a pas une répartition de flux thermique homogène, la densité du flux étant plus importante vers le haut que vers le bas, ceci étant d'autant plus vrai pour le bradeur à puissance variable. On est donc amené à adapter l'échangeur au fonctionnement du brtlleur. De plus, les échangeurs actuellement utilisés avec ce type de brûleur ne sont utilisés que sur des chaudières de chauffage seul et dans le cas d'une chaudière mixte (service de chauffage, service d'eau sanitaire), l'installation doit comportez une vanne trois voies et un préparateur d'eau chaude annexe. On connaît également les difficultés de réalisation d'un brdleur pouvant, sans réglage, donner satisfaction dans toutes les conditions de distribution, pression et pouvoir calorifique. Le besoin se fait sentir de pouvoir disposer d'un brûleur dont la puissance pourrait varier partiellement de l'ordre de 20 % en fonction du pouvoir calorifique et de la pression d'alimentation, qui éviterait l'utilisation d'un régulateur de pression pour chaque appareil de chauffage et quil simplifierait la mise en service en raison de la sii3?pression des réglage. L'invention se propose donc d'apporter un appareil de chauffage chauffé au gaz, comportant un échangeur a surface d'échange équilibrée, pouvant etre utilisé en chauffage et en production d'eau chaude sanitaire, et un brûleur soufflé, adapté à cet échangeur et muni de moyens de limitation automatique de surcharge de puissance. Selon une caractéristique de cet appareil de chauffage l'échangeur de chaleur est du type cylindrique, il entoure la chambre de combustion et il est conçu de façon que la température des gaz de combustion soit constante sur toute sa surface extérieure, la partie supérieure dudit échangeur étant obturée par un ré chauffeur constitué d'une capacité, contenant une certaine quantité d'eau, dans laquelle est monté un serpentin ou circule l'veau sanitaire, ce serpentin étant ainsi utilisé comme échangeur pour chauffer, à la demande, l'eau sanitaire. Selon une autre caractéristique de cette invention, l'échangeur est constitué par des tubes sur lesquels sont montées des ailettes à profil variable, ces tubes débouchant dans la capacité du réchauffeur. Selon une autre caractéristique de cette invention, le brûleur adapté au dit échangeur est du type cylindrique et il est alimenté en gaz par l'intermé diaire de deux injecteurs : un injecteur principal et un injecteur secondaire, le débit de gaz de l'inj ecteur secondaire étant commandé par un régulateur tout ou rien, ou modulée, ce débit étant asservi à latempérature des gaz de combustion de telle façon que le débit total de gaz délivré au brGleur permette de maintenir la qualité du mélange air gaz à une valeur pratiquement constante. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressotiront de la description faite ci-après d'un exemple de réalisation non limitatif. Au cours de cette description on se réfère au dessin annexe dont la figure unique représente en coupe schématisée une chaudière étanche selon l'invention. La chaudière étanche représentée au dessin comporte un échangeur, désigné en son ensemble par la référence 10, qui est constitué de tubes 12 sur lesquels sont soudées des ailettes 13 à profil variable, ceci afin de répartir les gaz de combustion et d'équilibrer les échanges thermiques le long des tubes 12. Bien entendu ce mode de réalisation ne constitue qu'un exemple et on peut, sans sortir du cadre de l1invention, envisager toute solution équivalente permettant d'obtenir une température des gaz de combustion qui soit constante sur toute la surface extérieure de l'échangeur 10. Les tubes de l'échangeur 10 débouchent dans une enceinte 14 constituant, ainsi qu'on le verra plus loin, un réchauffeur, qui obture la partie supérieure de l'échangeur 10. Cette enceinte 14 délimite une capacité, d'un volume de 10 à 15 dm par exemple, dans laquelle on incorpore un serpentin 15 qui est utillsé comme échangeur pour chauffer l'eau à usage sanitaire amenée dans ce serpentin par la canalisation 16. L'eau destinée au chauffage circule dans l' encejnte du réchauffeur 14, auquel elle est amenée par la conduite 30, recevant de façon classique un accélérateur 28, et les tubes 12 de l'échangeur 10. L'eau chaude destinée au chauffage ressort du réchauffeur 14 par une canalisation 36, vers le réseau de radiateurs, son débit étant régule par une vanne 34 et un %thermostat 39 comme on le verra plus loin. L'ensemble de l'échangeur 10 est monté dans une enveloppe étanche 17 raccordée au conduit d'évacuation 18 des gaz de combustion du brtileur 19. Ce brûleur est du type cylindrique et il est alimenté en gaz par un injecteur principal 22 et un injecteur secondaire 20, l'alimentation en air s'effectuant par l'intermédiaire d'un ventilateur 24. L'ensemble de la chaudière est enfermé dans un carter étanche,42 au travers duquel passent les différentes canalisations d'eau 30, 36 (circuit chauffage), 38, 39 (circuit d'eau sanitaire), d'alimentation en gaz 21, d'évacuation des gaz brûlés 18 et d'admission d'air frais 25 pour le ventilateur 24 alimentant le brûleur. Une prise d'air 23, dont la sortie débouche dans ce conduit d'évacuation 18, est montée en dérivation sur la conduite d'alimentation en air forcé 44 du brûleur, afin d'accélérer l'évacuation des produits de la combustion. Un thermostat 26 placé dans le conduit d'évacuation 1X, réagit en fonc- tion de la température des gaz brûlés et il module le débit de gaz de l'injecteur secondaire 20 et par suite le volume du mélange air-gaz alimentant le bradeur 19, en ouvrant ou fermant plus ou moins le clapet 35 placé en amont de cet injecteur secondaire. Le fonctionnement du dispositif ainsi décrit est le suivant A - Cas du chauffage seul L'accélérateur 28 du circuit d'eau pour le chauffage est mis en fonction- nement de façon classique, puis, par une chaine de moyens de commande et dé sécurité connus, le ventilateur 24 est mis en service -et les w-artnes d'admission de gaz 32 et de débit eau-chaude 34 du circuit de chauffage sont ouvertes. Le thermostat 26 étant froid, le gaz est admis au brûleur 19 par les deux injecteurs 20 et 22, il est allumé au brûleur et son débit est contristé par tous moyens connus. Lorsque la température des gaz brûlés, extraits au travers de la conduite 18, vient à dépasser une valeur de seuil prédéterminée, soit par suite d'une augmentation de pression, sois par suite d'un pouvoir calorifique accru, le thermostat 26 tend à actionner pour sa fermeture le clapet 35, pour réduire ou rendre nul le débit de gaz à l'injecteur secondaire 20, ce qui stabilise la puissance calorifique fournie par le br pileur 19, B - -Chauffage d'eau sanitaire En fonctionnement avec chauffage d'eau à usage sanitaire, lors d'un puisage d'eau chaude par Ia canalisation de sortie d'eau chaude 38, la chaudière est mise en service par des moyens connus et l'eau de réchauffage admise au travers des tubes 12 de l'échangeur 10 circule dans le réchauffeur 14 et elle chauffe l'eau à usage sanitaire qui passe dans le serpentin 15. Le ther- mostat 39 joue un rôle de répartiteur, en fonctionnement mixte, il autorise, lorsqu'il y a, simultanément, demande d'eau chaude à usage sanitai-re et d'eau pour le chauffage, et lorsque la température de liteau dans le réchauffeur 14 dépasse une certaine valeur établie à l'avance (65 C par exemple), une circulation contrôlée de l'eau chaude dans le circuit chauffage (canalisation 36). Si la température de l'eau du réchauffeur diminue, etdoune priorité au sanitaire, le thermostat 39 commandé par la sonde 45 commande alors le fermeture de la vanne 34 et l'eau revient vers l'échangeur 10 par le by-pass 46 au travers du clapet de décharge 40, toute la puissance de la chaudière étant alors utilisée pour le chauffage de lteau à usage sanitaire n demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit ci -dEssus, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. En particulier on peut envisager d'autres systèmes de répartition des ailettes de lldchangeur 10, afin d'obtenir une répartition optimale des gaz de combustion ainsi qu'unie modulation partielle des combustibles gazeux. REVENDICATIONS 1) Chaudière mixte du type étanche à échangeur cylindrique et bretteur soufflé, caractérisée en ce que ltéchangeur (10) entoure la chambre de combustion de la chaudière, et il est muni de moyens maintenant à une valeur constante la température des gaz de combustion sur toute sa surface extérieure, la partie supérieure dudit échangeur étant obturée pa un réchauffeur (14) constitué d'une capacité, contenant une certaine quantité d'eau3 chauffée par lleau de chauffage, et dans laquelle est monté un serpentin (15) où circule l'eau à usage sanitaire, cé serpentin étant ainsi utilisé comme échangeur pour chauffer, à la demande, l'eau sanitaire, cette chaudière comportant par ailleurs un brûleur soufflé (19) de type cylindrique, adapté audit échangeur (10). 2) Chaudière selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit échangeur (10) est constitué par des tubes (12), sur lesquels sont montées des ailettes (13) à profil variable, débouchant dans la capacité du réchauffeur (14). 3) Chaudière selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le brûleur soufflé (19) de type cylindrique est alimenté en gaz par l'intermédiaire de deux injecteurs: un injecteur principal (22) et un injecteur secondaire (20), le débit de gaz de l'injecteur secondaire étant commandé par une régulation de façon à asservir le débit à la température des gaz de combustion afin que le débit total de gaz délivré an brûleur maintienne la qualité du mélange air-gaz à une valeur pratiquement constante. 4) Chaudière selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractéri sée en ce que llon prévoit une prise d'air (23), dont la sortie débouche dans le conduit d'évacuation des gaz brulés (18), monté en dérivation sur la conduite d'alimentation en air forcé (44) du brileur. 5) Chaudière selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractéri sée en ce qu'elle comporte un thermostat (26) placé sur le conduit d'évacuation des gaz brulés (18) et modulant le débit du gaz de l'illjecteur secondaire (20) en commandant un clapet (35) placé sur la conduite amenant le gaz à cet injecteur secondaire. 6) Chaudière selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractéri- sée en ce qu'elle comporte sur la conduite d'eau chaude du chauffage une vanne de régulation (34) actionnée par un thermostat soumis à la température de liteau du réchauffeur ('4, 42 -pass (46) étant par ailleurs prévu pour assurer une circulation dans la chaudière de t 'eau de réchauffage, en cas de fermeture de la vanne (34)