Brevet FR2419487A1 — publié le 19791005

La présente invention concerne un éLément de récupérateur thermique rayonnant qui comporte dans sa chambre d'échange thermique une surface d'échange thermique auxiliaire en treillie, perméable aux gaz, qui augmente de façon importante, dans la chambre d'échange thermique, la quantité de chaleur transmise par convection. Parmi les récupérateurs thermiques rayonnants - qui comportent un assez grand nombre de formes de réalisation diverses - on trouve ce qu'on appelle des récupérateurs en caisson se composant d'éléments autonettoyants et présentant des avantages importants. On contact, par exemple, par le brevet hongrois n 162 006, un récupérateur dans lequel l'échangeur de chaleur est composé d'éléments préfabriqués et où la surface échangeuse de chaleur est auto-nettoyante en fonctionnement. Des récupérateurs de ce type peuvent être placés sur la voûte supérieure des canaux à gaz de fumée. (Voir à ce sujet "Energieanwendung", Utilisation de l'énergie, 26e année, tome 5). Ainsi, le rayonnement de la paroi du canal peut être rendu utilisable. L'emploi de tels récupérateurs pour l'utilisation de la chaleur des gaz de fumée à haute température (par exemple 1500 C est limité par l'intensité de l'échange thermique côté air. Quand la proportion convenable de la quantité de chaleur rayonnée ne peut être extraite de la paroi d'échange de chaleur refroidie par l'air à réchauffer, la surface de l'échangeur est surchauffée, de sorte que l'élément est perdu. Par suite de l'élévation de température de la surface d'échangeur, le courant de chaleur transmettre par le rayonnement de la surface est diminué. te but de l'invention est de construire un élément de récupérateur dont la chambre d'échange thermique contient une grande surface de chauffage auxiliaire perméable aux gaz de façon efficace et en liaison par rayonnement avec la surface d'échange de chialeur, cette surface auxiliaire étant conçue pour transmettre un grand flux de chaleur par convection. Le moyen d'atteindre -ce but selon l'invention consiste en ce que, sur le trajet d'écoulement du milieu gazeux caloporteur, on a disposé une construction métallique de grande surface d'échange thermique grâce a laquelle le courant thermique provenant de la paroi recevant la chaleur par rayonnement est transmis par convection au fluide en écoulement, ce qui augmente l'efficacité de l'échange thermique et diminue la temper;--ul-e Je la paroi échangeuse. L'iluention concerne donc in récupérateur thermique rayonnant avec une surface d'échange thermique auxiliaire, le côté gaz de fumée du récupérateur comportant une paroi d'échange thermique et, entre le côté opposé et la paroi arrière, au moins une surface d'échange thermique auxiliaire perméable aux gaz et se trouvant en liaison par rayonnement avec la paroi d'échange thermique dans la chambre d'échange. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se reportant au dessin unique annexé qui représente un exemple de réalisation de l'invention. Le dessin représente la coupe verticale dii récupérateur rayonnant. Le récupérateur est fixé d'une façon connue en soi à une charpente métallique 1 munie d'un isolant 2. La paroi de rayonnement 5 (paroi d'échange thermique) et la paroi arrière 4 constituent la chambre d'échange thermique 6 dans laquelle s'écoule l'air au travers d'un tube d'entrée 3. L'air entrant bute contre la paroi 5 et, de là, il se dirige vers le canal collecteur 8 avec un écoulement turbulent. Pendant cet écouliement, il entre en contact étroit avec la surface 7 d'échange thermique auxiliaire perméable aux gaz, par laquelle la chaleur rayonnée empruntée à la paroi d'échange thermique est transmise par convection aux gaz en écoulement. La surface 7 est raidie par le châssis 10 qui est réalisé avantageusement en tube. La surface 7 est fixée à la paroi arrière 4 ou à la paroi 5 par des moyens connus, par exemple par soudage. Après avoir quitté la surface 7, le gaz réchauffé s'écoule par le collecteur S et le canal d'évacuation 9 hors du récupérateur. Sur la surface 7, en face dii tube d'entrée d'air 3, on a réalisé une ouverture de passage 11 afin d'assurer les avantages de la transmission de chaleur par contact. Dans la chambre 6, on peut disposer plusieurs surfaces auxiliaires l'une à côté de l'autre ou l'une au-dessus de l'autre. La surface 7 est constituée avantageusement d'un grillage réalisé en acier réfractaire. Entre les ouvertures du grillage (le grillage étant réalisé en fil de 1-2 mm de diamètre et fixé à un bâti 10), on a laissé avantageusement des ouvertures de 2,5-6 mm, au travers desquelles s'écoule le fluide réchauffé. Grace à une surface d'échange thermique de ce type, on peut obtenir un coefficient de transmission de chaleur de 800-1200 kJ/m2.h.0K qui, par rapport à une paroi lisse, augmente plusieurs fois le courant thermique qu'on peut obtenir par convection. (Comme on le sait, une surface lisse peut, suivant la planéité de la paroi, atteindre seulement un coefficient de transmission thermique de 2 35-55 kJ/m .h. K). Avantages du récupérateur de l'invention Gracie à l'installrtioa de la surface d'échange auxiliaire, on augmente la transmission de chaleur par convection dans la chambre d'échange thermique du récupérateur. Ainsi, pour un nombre donné d'éléments de récupération, on obtient une température de réchauffage plus élevée, une meilleure efficacité d'échange thermique et une meilleure économie d'énergie. Grâce au fluide caloporteur, la surface d'échange auxiliaire est fortement refroidie et, par suite, sa température est plus faible que la température de la paroi 5. Par suite, à l'aide d'un rayonnement thermique de la paroi 5, on transmet un plus grand flux de chaleur à la surface 7, de sorte qu'on obtient également l'abaissement de la température de la paroi 5 quand elle est soumise à un rayonnement intense. Le récupérateur peut également être utilisé pour des gaz de fumée dont la température est plus élevée que la température du gaz des récupérateurs courants. Si l'on veut rendre utilisable la chaleur d'un gaz de fumée A température plus faible, on peut, à l'aide de ce phénomène, réaliser l'élément d'échange thermique en un matériau métallique de plus faible résistance à la chaleur (donc moins cher). La surface d'échange thermique auxiliaire peut être réalisée de façon simple et économique. La paroi 5 se composant de tôle réfractaire et la surface 7 de même qualité présentent un degré de noircissement t 0,8, ce qui assure un échange thermique par un rayonnement intense, Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement a titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATION Récupérateur thermique rayonnant avec une surface d'échange thermique auxiliaire, caractérisé en ce qu'on a placé entre la paroi d'échange thermique, côté gaz de fumée, et la paroi arrière opposée, au moins une surface d'échange thermique auxiliaire perméable au gaz, située dans la chambre d'échange thermique et en liaison de rayonnement avec la paroi d'échange thermique.