Brevet FR2479422A1 — publié le 19811002

L'invention est relative à une chaudière destinée à être placée dans une pièce d'habitation, et comportant plusieurs sources de chaleur. Les appareils de chauffage actuellement existants n'utilisent generalement qu'une seule source de chaleur. Ces appareils sont par exemple électriques, ou utilisent des combustibles tels que le gaz, le mazout, le charbon, ou egalement le bois. Par ailleurs, ces appareils peuvent être autonomes c'est-à-dire être placés directement dans la pièce qu'ils sont destinés à chauffer ou ils peuvent être raccordés à une installation de chauffage comportant des radiateurs. Dans ce cas, un fluide caloporteur, tel que de l'huile ou de l'eau, circule dans l'installation et transporte de la chaleur qui est dispersée dans l'habitation au niveau des radiateurs. Certains appareils de chauffage autonomes utilisent également un fluide caloporteur, comme c'est le cas par exemple des radiateurs électriques à huile. Par ailleurs, les installations de chauffage sont souvent completées par des appareils de chauffage d'appoint comme par exemple une cheminée pour feu de bois. Une cheminée à bois se place généralement dans une pièce principale de l'habitation à laquelle elle fournit un apport d'énergie tout en contribuant à son confort et son agrément. De nombreux modèles de cheminées à bois existent, et leur construction évolue dans le but d'améliorer leur rendement, et de récupérer le maximum de chaleur qui s'évacue par le conduit d'évacuation de fumée. A cet effet, certaines d'entre elles comportent des échangeurs d'air au niveau de la hotte ou du conduit d'évacuation des fumées. D'autres cheminées comportent également dans le foyer un échangeur qui est intégre dans l'installation de chauffage et qui est parcouru par le fluide caloporteur qui se réchauffe à proximité du feu. Dans ce dernier cas, la chaudière de chauffage et la cheminée à bois sont cependant séparées et n'ont qu'une faible interaction entre elles au niveau de l'échangeur. Par ailleurs, du fait que les sources de chaleur, c'est-à-dire la chaudière et la cheminée à bois, sont éloignes l'une de l'autre, la faible interaction-qu'elles exercent entre elles présente par ailleurs une grande inertie. L'economie ainsi réalisée est donc peu importante. Il faut remarquer également qu'une cheminée pour feu de bois présente un inconvénient, à savoir que lorsque le feu s'éteint ou est éteint, de l'air chaud s'échapPe de la pièce par l'intermédiaire du conduit d'évacuation des fumées. Un des buts de la présente invention est de proposer une chau dière de chauffage destinée à être placée dans une pièce d'habitation, comprenant plusieurs sources de chaleur intégrées dont l'interaction entre elles est importante.. Un autre but de la presente invention est de proposer une chaudière dans laquelle les différentes sources de chaleur se relaient ou chauffent simultanément selon la quantité de chaleur nécessaire. Un autre but de la présente invention est de proposer une chaudière qui contribue au confort et à l'agrément de la pièce dans laquelle elle se trouve. La chaudière de chauffage destinée à être placée dans une pièce d'habitation selon l'invention, est caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins deux sources de chaleur intégrées, de nature différente, chauffant le ou les mêmes fluides caloporteurs dont l'une est constituee par le foyer d'une cheminée pour feu de bois d'intérieur et dont la ou les autres utilisent 1 'èlectrîcité,le gaz et/ou le mazout. L'invention sera mieux comprise si l'on se réfère à la des cription ci-dessous ainsi qu'aux dessins en annexe qui en font partie intégrante. La figure 1 represente à titre d'exemple une vue schématique de côte en coupe d'une chaudière dans un mode non limitatif d'exécution mettant en oeuvre comme source de chaleur le foyer d'une cheminée pour feu de bois et des résistances électriques. La figure 2 est une vue de face de la chaudière représentée en figure 1. La figure 3 est une vue schematique de côté en coupe d'une chaudière mettant en oeuvre comme source de chaleur le foyer d'une cheminée pour feu de bois et des résistances électriques dans un autre mode de mise en oeuvre de l'invention. La chaudière selon l'invention va maintenant être décrite en référence aux dessins dans un mode non limitatif de mise en oeuvre. En effet, comme il en sera fait mention au cours de la description, l'invention est susceptible de nombreuses variantes qui sont à la portée de l'Homme de l'Art. Dans la figure 1, la chaudière 1 comprend tout d'abord le foyer d'une cheminée pour feu de bois 2 qui présente une ouverture sur sa face avant 3, et un conduit 4 d'evacuation des fumées qui débouche dans le foyer 2.Le foyer est delimité par une paroi postérieure 8 et éventuellement par des parois latérales 5 et 7. Le feu est réalisé sur la partie horizontale 9 du foyer qui présente une ouverture que couvre une grille 5, et qui permet l'évacuation des cendres dans un cendrier situe sous la grille et non représenté en figure 1. L'air qui alimente le feu pénètre dans le foyer de la cheminee par l'ouverture 3. De l'air peut également être admis par un conduit 10 situé sous le foyer qui débouche sous la grille 5. Une trappe 11 qui est manoeuvrée par une tirette 12 commande l'ouverture et la fermeture du passage entre le conduit 10 et le foyer 2. Le conduit 10, a son autre extrémité, débouche sur la face avant ou sur l'une des faces latérales de la chaudière. Cette admission d'air sous le foyer permet de réactiver le feu et d'augmenter le tirage de la cheminée. Le conduit 10 qui passe sous le foyer est par ailleurs en communication avec une gaine 13 située dans la figure 1 entre la fa-ce postérieure 8 du foyer et la face postérieure 14 de la chaudière. Cette gaine 13 longe la partie postérieure du foyer, et débouche à l'exté- rieur de la chaudière par un ou plusieurs orifices 15 situés au niveau de la partie superieure du foyer. De l'air admis dans le conduit 10 parcourt la gaine 13 où il se réchauffe au contact de la paroi postérieure 8 du foyer, puis débouche dans la pièce d'habitation par le ou les orifices 15. La paroi postérieure 8 du foyer est en tout matériau qui favorise les echanges de chaleur entre le foyer et la gaine 13. De préférence, la partie de la paroi interne de la gaine 13 au niveau de laquelle s'effectuent les échanges de chaleur entre le foyer et l'air qui parcourt la gaine comporte des ailettes 16. Ces ailettes favori- sent les échanges e chaleur et peuvent être combinées à des ailettes solidaires de la paroi postrieure de la chaudière et montées en chicane. L'air admis sous le foyer est donc renvoyé dans la pièce d'habitation où se trouve la chaudiere après réchauffage1 et par ailleurs permet de réactiver le feu. Cependant, cet air peut égale ment être prélevé à l'extérieur , > ce qui est préféra- ble pour attiser le feu et pour obtenir une réactivation plus efficace. Ainsi , une trappe 17 a deux effets met en communication l'extérieur avec la gaine 13 et l'orificeDdefini par la trappe 11, par l'intermédiaire d'un orifice 18. L'air prélevé à l'exterieur peut être prélevé à l'extérieur de l'habitation, ou dans une pièce non chauffée de celle-ci, par exemple dans la cave s'il en existe une. La trappe 17 obture par ailleurs lorsqu'elle est actionnée le conduit 10 au niveau où il est en communication avec la gaine 13 et l'orifice défini par la trappe 11. La trappe 17 peut être manoeuvrée par une tirette 19, mais peut être également actionnée automatiquement par un moteur commandé électriquement. Lorsque l'orifice 18 est en communication avec la gaine 13, c'est l'air extérieur qui est réchauffé au contact de la paroi 8 et des ailettes 16, et gui peut également reactiverle feu. Entre les deux positions extremes, à savoir l'orifice 18 de communication avec l'ex térieur obturé, ou le conduit 10 de communication avec l'interieur obturé, la trappe 17 peut occuper toutes les positions intermédiares lorsque la cheminée est en fonctionnement, de manière a combiner es deux admissions d'air extérieur et intérieur. Par ailleurs, l'air prélevé a l'intérieur peut être pulsé par tout dispositif approprié et par exemple par une turbine située dans le conduit -10. Dans la partie supérieure du foyer 2, une trappe 20 est susceptible d'obturer le conduit d'évacuation des fumées 4. Cette trappe permet notamment lorsque le feu dans la cheminée s'éteint ou est éteint d'éviter que de l'air froid pénetre dans la pièce par l'intermédiaire du conduit d'évacuation. Dans la figure 1, la trappe 20 est représentée en position ouverte où elle est escamotée derrière l'orifice 21 de communication entre le foyer et le conduit 4 d'évacuation des fumées.La trappe 20 peut être manoeuvrée par un bras 22 solidarisé à celle-ci, ou peut etre actionnée par un moteur commandé électriquerient. De même que la trappe 17, la trappe 20 peut occuper toutes les positions intermédiaires entre l'ouverture et la fermeture de l'orifice 21, sa pou tison étant principalement déterminée par la température des futées évacuées. Dans le cas où la trappe est commandée par un moteur électrique, tout capteur approprié mesure la terroêrature de ces fumées et en fonction de celles-ci commande l'ouverture ou la fermeture de la trappe. Selon l'invention, au moins une autre source de chaleur que le foyer de la cheminée à bois peut fonctionner simultanement ou alternativement vis-à-vis de cette dernière. Dans l'exemple représenté en figure 1, cette haute source de chaleur est constituée par des résistances électriques 23, 24 et 25 qui sont placées dans la gaine qui longe la face postérieure 8 du foyer. Le nombre des résistances, ainsi que leur position ne sont pas limitatifs, et ne sont donnés qu'à titre d'exemple. Ces résistances sont alimentées électriquement de manière connue, et un dispositif également connu permet de mettre en service le nombre de résistances necessaire pour le chauffage de la pièce d'habitation. Ces resistances, lorsqu'elles sont en fonctionnement, réchauffent 1 air qui circule dans la gaine 13. Il faut remarquer que lorsqu'elles fonctionnent, la trappe 17 de préférence obture l'orifice de communication 18 avec l'extérieur. L'ensemble formé par la cheminée à feu de bois, et ses diffé- rents éléments, ainsi que les résistances électriques se prêtent particulierement bien à une commande globale automatique ou semi-automatique. En effet, en fonction de la température de la pièce et également en fonction de la température des fumées d'évacuation au niveau par exemple de l'orifice 21, la position des trappes 17 et 20 ainsi que la mise en service d'un nombre déterminé de résistances pourront être facilenentpilotées et même programmees.Cette commande automatique ne sera pas décrite plus en détail, car elle est à la portée de l'Homme de l'Art. La chaudière qui vient d'être decrite est particulièrement avantageuse dans la mesure ou les deux sources de chaleur, du fait qu'elles sont intégrés dans la même chaudière, et qu'elles réchauffent le même fluide caloporteur qui est de l'air, sont complémentaires l'une de l'autre et combinent leur effet avec un minimum d'inertie. De nombreuses variantes de cette chaudière utilisant l'air comme fluide caloporteur sont possibles. En particulier, la source de chaleur constituée par les résistances électriques peut être remplacée par une source de chaleur utilisant comme combustible le gaz ou le mazout. Dans ce cas, un brûleur à gaz ou à mazout réchauffe l'air qui circule dans la gaine 13. Naturellement, dans ce cas, le brûleur à gaz ou à mazout comporte un conduit d'évacuation qui pourra être combiné avec le conduit 4 d'évacuation des fumées ou séparé. Selon une autre variante, la chaudière peut être placée au centre d'une pièce, le conduit d'évacuation des fumées comprenant dans ce cas une hotte couvrant le foyer de la cheminée à bois qui ne présente pas dans ce cas de parois. L'autre source de chaleur électri que, à gaz ou à mazout pourra être placé sous le foyer de la cheminee, et la gaine 13 pourra être par exemple constituée par des tuyaux débouchant sous le foyer de la cheminée, et supportant la hotte en la traversant éventuellement de part en part. Une autre variante de la chaudière selon l'invention est représentée en figure 3. Cette variante utilise deux fluides caloporteurs distincts, à savoir d'une part l'air, et d'autre part un fluide liquide comme par exemple de l'huile ou de l'eau. Selon cette variante, de préférence entre la gaine 13 et la paroi postérieure 8 du foyer de la cheminée,une gaine 26 véhicule le fluide caloporteur liquide à proximité du foyer de la cheminée Dans l'exemple de la figure 3, cette gaine 26 constitue les parois du foyer de la cheminée a bois, et le fluide caloporteur circule autour de celui-ci, sauf naturellement au niveau de la griffe et de l'orifice d'evacuation des fumées. Dans ce cas, de préférence, les résistances électriques repre- sentées en 27, 28 et 29 sont placees à l'intérieur de cette gaine 26. Comme dans le cas précèdent, leur nombre et leur position ne sont pas limitatifs mais simplement donnés à titre d'exemple. La chaudière peut être raccordée à une installation de chauffage extérieure comportant par exemple des radiateurs, le fluide caloporteur sortant de la chaudière par un orifice 31 situé dans sa partie supérieure, et y rentrant en retour de l'installation par un orifice 30 situe dans sa partie inférieure. Dans le cas présent, les ailettes 16 sont de préférence situées dans la partie de la paroi interne de la gaine 13 adjacente à la gaine 26, de manière à favoriser les échanges de chaleur entre le fluide caloporteur liquide et l'air qui constitue le deuxièrne fluide caloporteur. Les autres éléments de la chaudiere, par exemple les trappes 17 et 20, la trappe 11, etc...., sont semblables a ceux qui ont été decrits précédemment. Il en est de même pour la circulation de l'air prélevé à l'intérieur ou à l'extérieur de la pièce. Dans ce cas, les résistances électriques réchauffent le fluide caloporteur liquide qui à son tour réchauffe la pièce par l'interme- diaire de l'air circulant dans la gaine 13, et réchauffe éventuellement d'autres pièces par l'intermédiaire de l'installation de chauffage extérieure. Le fonctionnement de la chaudière est semblable au fonctionnement de la chaudière n'utilisant que l'air comme fluide caloporteur qui a été décrit précédemment. La présente variante se prête également bien à une commande globale semi-automatique ou atomatique. Par ailleurs, la source de chaleur constituée par les résistances électriques peut être remplacee par un brûleur à gaz ou à mazout, comme dans le cas précédent. Le brûleur à gaz ou a mazout réchauffe alors le fluide caloporteur liquide directement, et est de préférence intégré dans une des parois de la chaudière ou sous le foyer de la cheminée à bois où il réchauffe la gaine 26 dont la forme pourra être adaptée au brûleur. Comme dans le cas précédent, la chaudière utilisant comme fluide caloporteur un liquide et de l'air est susceptible de nombreuses variantes. En particuler, la gaine 25 peut être remplacée par un ser- pentin dans lequel circule le fluide caloporteur liquide. Selon une autre variante de l'invention. qui va être décrite en référence à la figure 3, une paroi 32 escamotable vient obturer de manière étanche l'ouverture avant 3 du foyer de la cheminée à bois, par exemple par engagement dans des glissières 33 et 34 adaptées. Cette paroi permet de transformer le foyer de la cheminée à bois en feu à charbon, et elle csmporte- cet effet une porte 35 de chargement. Elle présente également une grille 36 connue qui supporte le feu de charbon et un cendrier 37 de récupération des cendres ainsi qu'un dispositif 38 connu pour regler le tirage. L'ensemble se loge dans le foyer 2 de la cheminée à bois, et l'ouverture de la trappe 11 est par ailleurs condamnée. La chaudière selon l'invention peut être par ailleurs habillée de toute manière appropriée, selon la pièce à l'intérieur de laquelle elle est destinée à être installée. D'autre part, avantageusement, les différentes variantes de la chaudière, à savoir un ou deux fluides caloporteurs, des résistances électriques ou un brûleur à gaz ou à mazout sont réalises à partir d'éléments interchangeables ou adaptables. La structure de la chaudière peut ainsi évoluer autour du foyer d'une cheminée pour feu de bois transformable en poêle à charbon, en fonction du coût des différntes sources d'énergie et de l'installation de chauffage extérieure. Naturellement, la chaudière selon l'invention qui vient d'être décrite dans quelques unes de ses variantes est susceptible de nombreuses autres variantes ne sortant pas de son esprit et à la portée de 1 'Hom- me de l'Art. En particulier, plusieurs autres sources d'énergie pour raient être associees à la cheminée à bois et chauffer le même fluide caloporteur ou respectivement les différents fluides. REVENDICATIONS 1. Chaudière de chauffage destinee à être placée dans une pièce d'habitation, caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins deux sources de chaleur intégrées, de nature différente, chauffant le ou les mêmes fluides caloporteurs, dont l'une est constituée par le foyer d'une cheminée pour feu de bois d'intérieur et que la ou les autres sources de chaleur utilisent l'électricité, le gaz et/ou le mazout. 2. Chaudière selon la revendication 1, le fluide caloporteur étant de l'air, caractérisée par le fait qu'une gaine et/ou un conduit véhicule l'air à proximité d'au moins une des parois du foyer de la cheminée à bois, et que la ou les autres sources d'énergie sont susceptibles de réchauffer l'air circulant à l'intérieur de la gaine. 3. Chaudière selon la revendication 2, l'autre source de chaleur etant constituée par des résistances électriques, caractérisée par le fait que les résistances électriques sont à l'intérieur de la dite gaine et/ou du dit conduit, et que les échanges thermiques s'effectuent entre le foyer de la cheminee et l'air circulant dans la gaine et/ou entre les résistances électriques et l'air circulant dans la gaine. 4. Chaudière selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les ailettes sont fixées sur la paroi interne de la gaine véhiculant l'air au moins dans sa partie où s'effectuent les échanges thermiques avec le foyer de la cheminée et/ou le fluide caloporteur liquide. 5. Chaudière selon l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisée par le fait que les différentes sources de chaleur fonctionnement simultanément et/ou alternativement. 6. Cheminée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'une commande semi-automatique ou automatique pilote le fonctionnement de la cheminée et des autres sources d'énergie en fonction les uns des autres, de manière à ce que la chaudière fournisse une quantite de chaleur globale déterminée. 7. Chaudière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'air utilisé comme fluide caloporteur est prélevé à l'intérieur de la pièce et/ou à l'extérieur selon la ou les sources de chaleur en fonctionnement. 8. Chaudière selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée par le fait qu'une trappe escamotable obture le conduit d'évacuation des fumées du foyer de la cheminée selon la température de ces fumees. 9. Cheminée selon l'une quelconque des revendications precédentes, caractérisée par le fait que l'air utilise comme fluide caloporteur est pulsé. 10. Cheminée selon l'une quelconque des revendications précedentes, caractérisée par le fait qu'un panneau escamotable obture l'ouverture du foyer de la cheminée à bois, et permet de la transformer en feu à charbon.