Brevet FR2476275A1 — publié le 19810821

-1 Installation de chauffage, notamment pour les bâtiments d'habitation. L'invention a pour objet une instal- lation de chauffage comportant une chaudière de chauffage pour chauffer un fluide caloporteur, de préférence de l'eau, un brûleur fonctionnant avec l'air ambiant et une évacuation des gaz de fumées débouchant à l'air libre. Les installations de chauffage de ce genre, telles que celles qui sont usuelles dans les bâti- ments d'habitation avec combustion de gaz ou de mazout, ont pour inconvénient qu'une partie considérable de l'énergie thermique libérée s'échappe avec les gaz de fumées par la che- minée et est perdue. Un autre inconvénient est que lors du refroidissement dez gaz de fumées dans l'évacuation ou dans la cheminée, il se produit des condensats agressifs, princi- palement des acides, qui soumettent à une action corrosive extrême tous les éléments de construction disposés dans cette -zone. Il en résulte que même si l'on utilise des aciers forte- ment alliés, ces éléments de construction sont détruits pré- maturément. L'invention a pour but de perfec- tionner une installation de chauffage du type indiqué dans le préambule, notamment dans le domaine de l'évacuation des gaz de fumées, de manière à permettre une récupération d'énergie à partir des gaz de fumées et à réduire ou exclure complète- ment les dégâts de corrosion habituels. L'invention concerne à cet effet une installation du type ci-dessus, caractérisée en ce qu'un premier échangeur de chaleur est monté dans l'évacuation des gaz de fumées, l'air de combustion aspiré par le brûleur étant conduit à travers cet échangeur. Une installation de chauffage agen- cée conformément c. l'invention atteint le but fixé en ce qu'on peut, à l'aide de l'échangeur de chaleur, extraire des quantités de chaleur considérables des gaz de fumées et les transmettre à l'air de combustion. Il en résulte que l'air - 2- de combustion peut être envoyé à l'opération de combustion en étant préchauffé, le rendement global de l'installation de chauffage pouvant en conséquence être considérablement aug- menté.-Simultanément, l'échangeur de chaleur agit comme un condenseur pour les composants agressifs des gaz de fumées, de telle sorte que ces composants apparaissent dans une large mesure à l'intérieur de l'échangeur de chaleur et que le flux de gaz de fumées sortant de la cheminée est épuré et ne-pré- sente plus guère d'agressivité. En raison de la localisation des composants agressifs du flux de gaz de fumées dans le do- maine relativement restreint d'un échangeur de chaleur, on peut mettre en oeuvre dans ce domaine des matériaux de grande valeur résistants à la corrosion sans augmenter trop par là le prix de l'ensemble de l'installation. -. De tels matériaux, auxquels on doit faire appel, notamment pour les surfaces du premier échangeur de chaleur en contact avec les gaz de fumées, sont des ma- tières céramiques compactes ou à pores fermés ou du verre, la porcelaine vitrifiée ou-une matière céramique vitrifiée à base de A1203, SiC ou Si3N4 convenant de préférence. Par la concentration localisée des composants corrosifs des gaz de fumées, il est aussi plus facilement possible d'éliminer ces composants du circuit. Cela peut être effectué de préférence en munissant le premier échangeur de chaleur d'un dispositif collecteur de condensats. Il est alors avantageux que cet échangeur de chaleur soit mon- té dans l'évacuation de gaz de fumées de façon aisément inter- changeable, de préférence par rabattement ou translation. On peut ainsi effectuer le nettoyage dans le cadre des travaux d'entretien. Un mode de réalisation de l'inven- tion est caractérisé en ce qu'un second échangeur de chaleur est monté dans la conduite d'aspiration d'air de combustion entre le premier échangeur de chaleur et le brûleur, ce se- cond Échangeur étant traversé par le fluide caloporteur s'écoulant en retour avant son entrée dans la chaudière de chauffage. Dans le cas o la température de retour de l'ins- -3- tallation de chauffage est basse, on peut avec cette réalisa- tion obtenir une nouvelle amélioration du rendement. Contrai- rement à ce qui a lieu avec le premier échangeur de chaleur, aucun problème de corrosion ne se pose avec ce second échan- geur. En effet, cet échangeur de chaleur n'est parcouru que par le fluide caloporteur, d'une part, et l'air frais,d'autre part, de telle sorte que cet échangeur de chaleur est réalisé de préférence en acier, ce qui est également avantageux au point de vue de la sensibilité aux chocs thermiques. Enfin, il est proposé suivant un autre mode de réalisation de monter un ventilateur dans la conduite d'aspiration d'air de combustion, ce qui peut être avantageux, compte tenu des pertes de charge qui se produi- sent dans le premier échangeur de chaleur et, le cas échéant dans le second, pour obtenir un débit d'air de combustion suffisant. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés re- présentant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - La Fig. 1 est une vue schématique d'un exemple de réalisation de base de l'installation de chauffage conforme à l'invention. - La Fig. 2 représente une instal- lation de chauffage correspondant à la Fig. 1, avec cependant un échangeur de chaleur supplémentaire. Sur la Fig. 1, on a désigné par 6 une chaudière de chauffage usuelle du type utilisé pour les installations de chauffage domestiques. Cette chaudière de chauffage 6 est de préférence parcourue par de l'eau en tant que fluide caloporteur, une conduite d'aller étant désignée par 62 et une conduite de retour par 61. Sur la chaudière de chauffage 6 est disposé un brûleur 4 dont l'alimentation en combustible tel que gaz ou mazout n'est pas représentée de façon particulière. L'air de combustion nécessaire est amené au brûleur 4 par une conduite d'aspiration d'air de combus- tion 21. Les gaz de fumées provenant de la chaudière de 24.76275 4- chauffage 6 s'écoulent à l'air libre en passant 'par une éva- cuation de gaz de fumées 1. Un premier échangeur de chaleur 2 est monté dans l'évacuation de gaz de fumées 1, les surfaces de cet échangeur en contact avec les gaz de fumées étant pré- vues en verre ou en matière céramique. La conduite d'aspira- tion d'air de combustion 21 passe par ce premier échangeur de chaleur 2. Dans l'exemple de réalisation repré- senté, un ventilateur 5 est encore disposé devant l'échangeur de chaleur 2 dans la conduite d'aspiration d'air de combustion 21 pour soutenir le transport de l'air frais au brûleur 4. Le premier échangeur de chaleur 2 est aisément interchangeable, en étant de préférence monté avec possibilité d'extraction dans l'évacuation de gaz de fumées 1. Cet échangeur comporte une cuvette 7 dans laquelle peut s'accumuler le condensat séparé des gaz-de fumées, ce condensat pouvant être évacué par une conduite de purge de condensat 17. Toutes les parties essentielles de l'installation de chauffage suivant la Fig. 2 correspondent à celles de l'installation suivant la Fig. 1 et les mêmes élé- ments y sont affectés des mêmes références. Cependant, par différence avec l'installation de chauffage suivant la Fig. 1, un second échangeur de chaleur 3 est encore disposé dans la conduite d'aspiration d'air de combustion 21 entre le premier échangeur de chaleur 2 et le brûleur 4. Ce second échangeur de chaleur 3 est traversé, d'une part, par l'air de combus- tion réchauffé dans le premier échangeur de chaleur 2 et, d'autre part, par le fluide caloporteur s'écoulant en retour du fait que la conduite de retour 61 traverse ce second échan- geur de chaleur 3 avant son entrée dans la chaudière de chauf- fage 6. - 5 - REVENDICATIONS ) - Installation de chauffage compor- tant une chaudière de chauffage (6) pour chauffer un fluide caloporteur, tel que l'eau, un brûleur (4) fonctionnant avec l'air ambiant et une évacuation des gaz de fumées (1) débou- chant à l'air libre, caractérisée en ce qu'un premier échan- geur de chaleur (2) est monté dans l'évacuation des gaz de fumées (1), l'air de combustion aspiré par le brûleur (4) étant conduit à travers cet échangeur. 2 ) - Installation de chauffage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces du premier échangeur de chaleur (2) en contact avec les gaz de fumées sont constituées en matière céramique compacte ou à pores fermés ou en verre. ) - Installation de chauffage selon la revendication 2,: caractérisée en ce que la matière utilisée pour les surfaces en contact avec les gaz de fumées est de la porcelaine vitrifiée ou une matière céramique vitrifiée à base de A1203, SiC ou S13N4. ) - Installation de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le premier échangeur de chaleur (2) est muni d'un dispo- sitif collecteur de condensat (7). ) - Installation de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le premier échangeur de chaleur (2) est monté de façon aisément interchangeable dans l'évacuation de gaz de fumées (1) ) - Installation de chauffage selon la revendication 5, caractérisée en ce que le premier échan- geur de chaleur (2) est monté rabattable ou mobile en trans- lation. -6 7 ) - Installation de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'un second échangeur de chaleur (3) est monté dans la conduite d'aspiration d'air de combustion (21) entre le pre- mier échangeur de chaleur (2) et le brûleur (4), ce second échangeur (3) étant traversé par le fluide caloporteur s'é- coulant en retour avant son entrée dans la chaudière de chauffage (6). 8 ) - Installation de chauffage selon l'une quelconque des revendications i à 7, caractérisée en ce qu'un ventilateur (5) est monté dans la conduite d'aspi- ration d'air de combustion (21).