Brevet FR2416426A1 — publié le 19790831

L'invention concerne un récupérateur d'énergie thermique pour conduit de cheminée à foyer ouvert. Les cheminées à foyer ouvert pour feux de bois sont bien connues. Cependant il est également reconnu que leurs rendements sont très faibles, de l'ordre de 15 à 20%. En outre elles consomment énormément d'air, de l'ordre par exemple de 250 m3 à l'heure, ce qui nécessite des prises d'air vers l'extérieur et entraine un temps de chauffe relativement long, accru par le fait que la cheminée utilise une partie de l'air ambiant qu'elle vient de chauffer par rayonnement. Un autre inconvénient de ce type de chauffage résulte du fait qu'il n'y a que la zone voisine du foyer qui est portée à une température convenable tandis qu'au delà d'une certaine distance qui est bien évidemment fonction du type de cheminées,cette dernière est inéfficace. Pour récupérer de la chaleur au niveau de l'entrée du conduit d'évacuation des fumées il a été imaginé de disposer des tuyaux ou similaires au dessus du foyer combinés avec une sortie d'air ménagée sur la hotte de la cheminée ou de constituter cette dernière avec une double cloison ménageant ainsi un volume d'air chauffe et pulsé naturellement.Ces dispositifs connus ne sont pas très efficaces puisque l'air chaud ainsi produit est de nouveau réaspiré par la cheminée.De plus l'air pulsé occasionne des mouvements d'air importants et des poussières. Pour obvier à ces inconvénients et notamment augmenter le rendement des cheminées traditionnelles, l'invention propose un récupérateur rediffuseur d'énergie thermique pour conduit de cheminée à foyer ouvert. Le récupérateur selon l'invention est remarquable en ce qu'il est constitué par un échangeur de chaleur en forme de conduit, à circulation de fluide comportant une conduite d'arrivée et une conduite de sortie dudit fluide et disposé à l'entrée du conduit de cheminée qui surplomble le foyer de manière à être traversé par l'air chauffé par ce dernier, lesdites conduites étant connectées à une installation de chauffage à radiateurs, par l'intermédiaire éventuellement d'un accélarateur de fluide. Si une installation de chauffage central existe déjà dans la salle ou le bâtiment à équiper, les conduites de l'échangeur sont avantageusement connectées au circuit de canalisation de ladite installation , des robinets de neutralisation dudit chauffage central, pour une partie au moins de son circuit de chauffage,étant alors prévus. Avantageusement l'échangeur comporte un élément qui a la fome générale de deux troncs de cône ou de pyramide réunis directement ou par l'intermédiaire d'une partie à section constante , par leur petite base de manière à réaliser un étranglement. De préférence la partie tronconique ou tronc pyramidale supérieure de l'échangeur est moins haute que la partie inférieure. Selon un mode de réalisation l'échangeur est muni d'une double paroi entre lesquelles circule le fluide d'échange. Selon un autre mode de réalisation l'échangeur est constitué par un chassis ou des plaques autour desquels est enroulé une conduite de préférence aplati, sous forme par exemple d'un ruban dans lequel circule le fluide d'échange. Dans le cas , par exemple pour un échangeur muni d'un chassis, chaque spire de la conduite en forme de ruban chevauche en partie la spire précédente de manière telle que ladite conduite présente une certaine incidence par rapport aux plans définis par les éléments du chassis. Dans un mode de réalisation ou l'échangeur est constituté par des plaques, la partiesupérieure de ce dernier est avantageusement munie d'ajours d'évacuation de fumée tandis qu'éventuellement des nervures de raidissement sont aménagées sur ses parois. Le dispositif selon l'invention présente de nombreux avantages. C'est tout d'abord un dispositif de fabrication simple et facile qui peut en outre être installé dans tous types de cheminées déjà existantes. De plus et surtout, il permet de réaliser de grosses économies d'énergie , puisqu'il utilise l'énergie thermique dégagée au niveau de l'entrée du conduit de cheminée qui serait perdu dans sa presque totalité en l'absence dudit dispositif. Comme il a déjà été dit, il peut être autonome et remplacer en partie ou totalement un chauffage central,mais il peut également être connecté sur une installation déjà existante et utiliser les -radiateurs déjà installés. L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités apparaitront à la lecture de la description qui va suivre en référence au dessin annexé dans lequel: La figure 1 montre en coupe schématique un récupérateur selon l'invention mis en place dans une cheminée. La figure 2 est une vue de face correspondant à la figure 1. La figure 3 montre un mode de réalisation d'un échangeur selon l'invention. La figure 4 est une coupe selon IV-IV de la figure 3. La figure 5 montre un autre mode de réalisation selon 1 'inven- tion, en partie en coupe. La figure 6 montre une variante. La figure 7 est une coupe selon VII-VII de la figure 6. La figure 8 est une vue de détail de la figure 7. La figure 9 montre sché:natiquement un récupérateur selon l'in vention connecté à une installation de chauffage central. Les figures 1 et 2 montrent une cheminée classique comportant un foyer 1 et un conduit d'évacuation des fumées 2. Un échangeur 3 selon l'invention est installé au dessus du foyer. Dans cet échangeur circule un fluide généralement de l'eau qui arrive par une conduite d'amenée 4 et ressort par une conduite 5 (figure 2). Le mode de réalisation montré aux figures 3 et 4 présente une forme bi-tronconique dans laquelle les petites bases des troncs de cone 30 et 31 sont réunis entre elles par l'intermédiaire d'un élément cylindrique 32. Dans l'exemple représenté le tronc de cone supérieur 30 a une hauteur inférieure au tronc de cone inférieur 31. Ce.dispositif est réalisé à l'aide de tout matériau traité susceptible de résister à une forte température. Une conduite 33 aplatie,sousforme par exemple de ruban ,est enroulée autour des troncs de cone 30 et 31. La conduite 33 est munie d'une arrivée 34 et d'une sortie 35 de telle sorte qu'un liquide peut circuler dans la conduite 33 et être réchauffé par l'air chaud qui entre et sort respectivement par les grandes bases des troncs de cone 31 et 30. Des pattes de scellement 36 sont en outre prévues pour disposer l'échangeur dans la cheminée comme le montrent les figures 1 et 2. La forme bi-tronconique représentée est un exemple, et il est évident que d'autres formes conviennent également. Cependant il est avantageux que l'échangeur présente un étranglement de maniere à former un système venturi qui crée un réchauffement supplémentaire de l'air par compression dans la partie inferieure une dépression par détente dans la partie supe- rieure favorisant notamment l'évacuation des fumées. La figure 5 montre un mode de réalisation différent, constitué par un chassis 50 formé par deux troncs de pyramide 51 et 52 réunis par leur petite base par l'intermédiaire d'une partie parallélépipédique 53. Autour de ce chassis 50 est disposée une conduite aplatie 54 en forme de ruban dont chaque spire chevauche en partie la spire précédente de telle sorte qu'une certaine incidence est donnée a la conduite 54 par rapport aux plans défi nis par les éléments du chassis. Ce mode de réalisation présente avantageusement une grande surface d'échange thermique, tandis que la conduite 54 constitue un déflecteur pour l'air. Les figures 6 a 8 montrent un autre mode de réalisation dans lequel l'échangeur est constitute par des plaques qui forment aussi des troncs de pyramide mais il comporte une double paroi 70 et 71 entre lesquelles circulent le liquide 72 (figure 8). Cet échangeur est en outre muni de raidisseurs 73 sur ses parois et d'ajours 74 dans sa partie tronc pyramidale supérieure 75 destinés au passage de la fumée pour éviter un engorgement de celle-ci entre la hotte de la cheminée et la paroi extérieure de l'échangeur ainsi que son échappement vers l'extérieur. La figure 9 montre schematiquement un échangeur selon l'invention connecté a une installation de chauffage central qui comporte une chaudiere 90, un accelérateur 91, un vase d'expansion 92 et un certain nombre de radiateurs 93. Ces derniers sont alimentés par des canalisations d'eau chaude 94 et d'eau froide 95,cette dernière étant représentée en trait interrompu. Un échangeur 96 selon l'invention est connecté par sa partie inférieure & la canalisation d'eau froide 95, tandis que sa partie supérieure communique par l'intermédiaire éventuellement d'un accélérateur 97 avec le circuit d'eau chaude d'un certain nombre de radiateurs de l'installation. Des vannes d'arrêt 98 sont prévues pour neutraliser le circuit chaudière, de telle sorte que l'échangeur disposé dans une cheminée ( non représentée) suffit a chauffer les radiateurs qu'il alimentent et permet ainsi d'économiser le combustible solide, liquide, gazeux ou électrique utilisé pour la chaudière. Il est clair cependant que le dispositif selon l'invention peut aussi être installé de manière indépendante qu'il y ai ou non déja dans le batiment à équiper une installation de chauffaae central. Outre les économies d'énergie réalisées l'invention permet de concevoir un système de chauffage convenable qui conserve les avantages d'esthétique et d'ambiance du chauffage au bois des cheminées traditionnelles. REVENDICATIONS 1) Récupérateur d'énergie thermique pour conduit de cheminée à foyer ouvert caractérisé en ce qu'il est constitué par un échangeur de chaleur en forme de conduit, à circulation de fluide comportant une conduite d'arrivée et une conduite de sortie dudit fluide et disposé à l'entrée du conduit de cheminée qui surplombe le foyer de manière à être traversé par l'air chauffé par ce dernier, les dites conduites étant connectées à une installation de chauffage à radiateurs, par l'intermédiaire éventuellement d'un accélarateur de fluide. 2) Récupérateur d'énergie selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'échangeur comporte un élément qui a la forme générale de deux troncs de cone ou de pyramide réunis, directement ou par l'intermédiaire d'une partie à section constante, par leur petite base de manière à réaliser un étranglement. 3) Récupérateur d'énergie selon la revendication 2 caractérisé en ce que la partie tronconique ou trdnc-pyramidale supérieure de l'échangeur est moins haute que la partie inférieure. 4) Récupérateur d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 a 3 caractérisé en ce que l'échangeur est muni d'une double paroi entre lesquelles circule le fluide d'échange. 5) Récupérateur d'énergie selon l'une quelconque des revendica tions 1 a 3 caractérisé en ce que l'échangeur est constitué par un chassis ou des plaques autour desquels est enroulé une conduite, de préférence aplatie sous forme par exemple d'un ruban,dans lequel circule le fluide d'échange. 6) Récupérateur d'énergie selon la revendication 5 dont l'échangeur est constitué par un chassis caractérisé en ce que chaque spire de la conduite en forme de ruban chevauche en partie la spire précédente de manière telle que ladite conduite présente une certaine incidence par rapport aux plans définis par les élements du chassis. 7) Récupérateur d'énergie selon l'une quelconque des revendica tions 1 a 6 dont l'échangeur est constitué par des plaques carac terse en ce que la partie supérieure de ce dernier est munie d' ajours d'évacuation de fumée et en ce qu'éventuellement des nervures de raidissement sont aménagées sur ses parois. 8) Récupérateur d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que Vsconduitesde l'échangeur sont connectées au circuit de canalisation d'une installation de chauffage central, tandis que des robinets de neutralisation dudit chauffage central sont prévus pour une partie au moins de son circuit de chauffage.