Brevet FR2473685A1 — publié le 19810717

L'invention se rapporte aux chaudières domestiques chauffées par le gaz susceptibles de fournir de l'eau chaude pour le chauffage central et de l'eau de puisage, et concerne plus précisément un. échangeur de chaleur adapte à ce double usage et qui permet une récupération partielle ou totale de la chaleur latente de condensation de la vapeur d'eau contenue dans les gaz de combustion. Dans une forme connue de réalisation de chaudière à condensation, la chambre de combustion est constituée d'une nappe de tubes d'eau longitudinaux disposés tout autour d'un brûleur central dont les gaz de combustion sont émis radialement et traversant cette nappe de tubes, les meilleures conditions d'échange entre l'eau et le gaz etant évidemment recherchées par exemple par la forme et le positionnement des tubes. L'eau circule dans les tubes de la nappe entre un collecteur inférieur et un collecteur supérieur, en montant dans un premier groupe ou faisceau de tubes vers le collecteur supérieur, puis en redescendant par un second groupe de tubes vers le collecteur inférieur et ainsi de suite, pour parcourir d'un point d'arrivée à un point de sortie le tour de l'échangeur cylindrique. Au niveau des collecteurs est prevu un système de chicanage qui oriente le courant d'eau vers les tubes en question. Ce type d'échangeur à un seul circuit d'eau convient pour les chaudières de chauffage seul, mais pour la production d'eau sanitaire il faut envisager l'envoi temporaire de cette eau vers un circuit particulier extérieur comportant lui-meme un echangeur de production d'eau chaude sanitaire, ce qui pose un certain nombre de problèmes sur le plan du rendement et du coûts et surtout augmente sensiblement le temps de montee en temperature de l'eau sanitaire. L'invention propose une solution nouvelle pour assurer la production d'eau de chauffage et d'eau sanitaire qui consiste à adjoindre à l'é- changeur du type à nappe de tubes d'eau cylindrique prévu pour le chauffage, un échangeur à eau sanitaire qui enveloppe un prolongement des tubes de chauffage. Selon l'invention l'échangeur d'eau sanitaire est constitué d'une chambre annulaire disposée au-dessous de l'échangeur principal et qui coiffe le prolongement vers le bas des tubes d'eau primaire de l'échangeur de chauffage, cette chambre étant parcourue entre un point d'entree et un point de sortie par l'eau sanitaire. Cette disposition diminue au maximum le volume d'eau primaire et donc minimise lé temps de montee en température. Selon une caracteristique particulière de l'invention le collecteur inférieur d'eau primaire est disposé à la base de l'échangeur d'eau sanitaire et distribue l'eau primaire vers les groupes ou faisceaux de tubes traversant l'échangeur d'eau sanitaire. D'autres caractéristiques particulières et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'une forme de réalisation en référence aux dessins annexés qui représentent - figure 1 : une vue en coupe verticale diamétrale de l'échangeur, - figure 2 : une vue en coupe transversale selon M' de la figure 1. L'échangeur comporte à l'intérieur d'une enceinte 1 qui collecte les gaz brûles et les évacue par la cheminée 2, un brûleur radial 3 disposé au centre et une nappe de tubes d'eau 4 à section allongée disposée verticalement concentriquement au brûleur. L'eau primaire admise par un conduit d'entrée 5 dans un collecteur inférieur 6 circul-e dans un faisceau de tubes 4 pour gagner le collecteur supérieur 7 puis à nouveau par un autre faisceau de tubes revient au collecteur inférieur et ainsi de suite avant d'aboutir au conduit de sortie 8. Des chicanes non représentées sont prévues à l'intérieur des collecteurs pour guider l'eau vers les faisceaux de tubes appropries. Entre le conduit d'entrée'5 et le conduit de sortie 8 l'eau a donc parcouru, par faisceaux de tubes successifs, le tour de l'échangeur de chauffage. Les tubes d'eau primaire 4 sont prolongés vers le bas au-dessus de l'enceinte 1 et entourés de l'échangeur d'eau sanitaire constitué d'une chambre annulaire 9. L'échangeur 9 est alimenté en eau froide par le conduit 10 ; l'eau chaude sanitaire est raccordée aux postes de puisage par le conduit 11. Le collecteur inférieur 6 d'eau primaire est dispos à la base de la chambre annulaire 9 et distribue l'eau primaire vers les tubes 4 en traversant l'échangeur d'eau sanitaire. En fonctionnement sanitaire, l'eau primaire circule dans l'échangeur grace à une pompe dans un circuit le plus court possible. La coupe de la figure 2 illustre plus clairement la réalisation de l'échangeur d'eau sanitaire. Une paroi transversale de séparation 12 coupe toute la hauteur de l'échangeur 9 entre le conduit d'entrée 10 et le conduit de sortie 11 pour obliger l'eau à chauffer pénétrant par le conduit 10 à faire tout le tour avant de ressortir par le conduit 11. Des chicanes 13 sont disposées verticalement de place en place sur toute la hauteur de l'échangeur 9 alternativement de part et d'autre des tubes 4 pour obliger l'eau sanitaire à effectuer un parcours sinueux sur toute la périphérie de l'échangeur en passant obligatoirement le long d'un maximum de tubes 4 pour parfaire les echanges thermiques. Pour éviter l'écrasement des tubes 4 sous l'effort de la pression de l'eau dans l'échangeur d'eau sanitaire 9, des raidisseurs ou entretoises 14 sont prévus à l'intérieur de ces tubes dans la zone dudit echangeur. L'invention ne se limite pas à la forme de réalisation représentée mais en englobe au contraire toutes les variantes constructives. R E V E N D I C A T I O N S 10/ Echangeur de chaleur pour chaudière à condensation c^~oor.ane dans une enceinte collectrice des gaz brûlés et tout autour d'un brûleur radial une nappe de tubes d'eau longitudinaux reliant un collecteur inférieur et un collecteur supérieur, les tubes étant parcourus par l'eau primaire de bas en haut et de haut en bas entre un point d'arrivée et un point de sortie, Ca- ractérise par le fait qu'un echangeur d'eau sanitaire constitué d'une chambre annulaire fermée(9)est disposé au-dessous de l'échangeur principal et coiffe le prolongement-vers le bas des tubes d'eau primaire (4) de l'échangeur de chauffage. 20/ Echangeur de chaleur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'échangeur d'eau sanitaire (9) est intercalé entre le collecteur inférieur (6) d'eau de chauffage et l'enceinte (1) de l'échangeur principal. 3 / Echangeur de chaleur selon la revendication 1 caracter,sé par le fait qu'une paroi transversale de séparation (12) coupe toute la hauteur de l'echangeur(9)d'eau sanitaire entre le conduit d'e- trée d'eau froide (10) et le conduit de sortie d'eau chaude (11). 40/ Echangeur de chaleur selon la revendication 1 caracterisé par e fait que des chicanes (13) sont disposees alternativement de part et d'autre des tubes (4). 50/ Echangeur de chaleur selon la revendication 1 caractérisé ,ar le fait que le prolongement des tubes d'eau prinaire'' est pourvu de raidisseurs ou entretoises (14) empêchant l'écrasement des tubes sous la pression d'eau sanitaire.