Brevet FR2518231A1 — publié le 19830617

L'invention est relative à un procédé et à un dispositif de regulation du régime de chauffe d'une chaudière. L'invention trouvera notamment son application pour les chaudières à combustible solide destinées au chauffage domestique. Actuellement, il existe des chaudières à combustible solide destinées au chauffage de fluide caloporteur qui circule dans une installation comprenant des radiateurs disséminés dans le bâtiment que l'on cherche à chauffer. Le régime de chauffe de telles chaudieres, c'est-à-dire le réglage de la puissance et de la température de la combustion est opere en modifiant la quantité d'air de combustion introduite dans la chaudière. Ce réglage pouvant être opéré en amont-c'està-dire en jouant directement sur la quantité d'air introduite, ou en aval, c'est-à-dire en modifiant le débit des gaz de combustion issus du foyer, par tirage. Il existe des régulations automatiques de l'allure de fonctionnement des chaudières de chauffage central grâce à une admission d'air régulée par la température du fluide caloporteur. Toutefois, ce type de réglage présente des inconvénients, en effet, a basse température, il y a risque de formation de condensation à l'intérieur' du foyer avec formation d'acidespyroligneux qui sont néfastes à la chaudière et de plus, le rendement de l'installation est extrêmement faible. Par contre, lorsque le régime de chauffe est assez relevé, c'est-à-dire lorsqu'on désire obtenir une temperature du fluide caloporteur suffisamment élevée alors, dans ce cas, il y a des risques d'emballement avec pour conséquence un feu de cheminée provoqué par les poussières de carbone qui s'enflamment dans le conduit de cheminée. Le but de la présente invention est de proposer un procéde de régulation du régime de chauffe d'une chaudière à combustible solide qui permet de faire fonctionner celle-ci dans des conditions de rentabilite optimum indépendamment de la temperature du circuit de chauffage des radiateurs proDrement dit. Ainsi, les phénomènes de condensation ou de formation d'acides pyroligneux sont écartés. Mais de plus, le procédé selon l'invention, permet d'écarter tout risque de feu de cheminée, qui serait dû à un emballement de la chaudière du fait de son regime de chauffe élevé. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de régulation du régime de chauffe qui est une mise en oeuvre du procédé. Selon un mode préférentiel de réalisation du dispositif, celui-ci sera composé simplement d'éléments standards disponibles facilement commercialement et disposés de façon à contrôler conjointement la temperature du fluide caloporteur et la temperature des fumées issues du foyer de la chaudière. A partir de ces données, et en fonction d'impératifs imposes par construction, il sera possible de contrôler l'admission d'air de combustion et ainsi le régime de chauffe de la chaudière. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaltront au cours de la description qui va suivre qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Le procédé de régulation du régime de chauffe d'une chaudière à combustible solide assurant le chauffage d'un fluide caloporteur destiné par exemple à alimenter une installation de chauffage central domestique, présentant une bouche d'admission d'air de combustion et un conduit d'évacuation des fumées est caractérise en ce que l'on module l'admission d'air selon la température du fluide caloporteur et la temperature des fumees dans le conduit d'évacuation. Le dispositif de régulation du régime de chauffe d'une chaudiere à combustible solide, assurant le chauffage d'un fluide caloporteur destiné par exemple à alimenter une installation de chauffage central domestique, présentant une bouche d'admission d'air de combustion et un conduit d'évacuation des fumées est caractérisé par le fait qu'il pre- sente des moyens pour obturer l'admission d'air lorsque la température du fluide caloporteur ou la température des fumées augmente. L'invention sera mieux comprise si l'on se réfère à la description ci-dessous, ainsi qu'au dessin en annexe qui en fait partie integrante. La figure 1 schematise, titre d'exemple,.un mode de réalisation préférentiel mais non limitatif du dispositif seion la présente i nventi c:'. La figure 1 représente une chaudière 1 à combustible solide qui assure le chauffage d'un fluide caloporteur 2. Les chaudieres à combustible solide présentent un foyer 3, qui est en général central, et le fluide caloporteur qui doit être chauffé est généralement dispose dans une double paroi 4 de la chaudière. Une bouche d'admission d'air 5 permet d'alimenter le foyer en comburant, cette bouche 5 étant généralement placee à la partie inférieure de la chaudiere 1. Un conduit d'évacuation 6 des~fumees, généralement placé à la partie supérieure de la chaudière 1, permet d'éliminer les gaz issus de la combustion du combustible solide au foyer 3. Selon le procedé de l'invention, le régime de chauffe de la chaudière sera imposé par la temperature du fluide caloporteur, dans ia mesure où la temperature des fumees ne dépasse pas une valeur maximum de sécurite. Le regime de chauffe de la chaudière 1 étant imposé par la quantité d'air introduite par la bouche d'admission 5, il sera possible de contrôler le regime de chauffe en modulant liadmission d'air introduite par la bouche 5. Ainsi, selon l'invention, l'admission d'air sera module selon la température du.tluide caloporteur 2 et la température des fumées dans le conduit d'évacuation 6. Etant donné qu'il y a lieu de diminuèr le régime de chauffe lorsque la chaudière a tendance à s'emballer, l'admission d'air sera reduite lorsque la température du fluide caloporteur 2 ou la temperature des fumees 6 augmentera. La réduction de l'admission d'air sera-prioritaire, c"est-à- dire qu'il suffit que l'une des temperatures du fluide caloporteur ou des fumées augmente pour que la réduction d'air soit opérée, Cette dispo sition étant indispensable pour un bon fonctionnement en toute securite. Jusqu'à présent il a ete envisagé des réductions du regime de chauffe sans qu'aucune température de référence ne soit introduite. Mais, il sera avantageux d'introduire dans le procédé de l'invention, des seuils qui soient propres à la température du fluide caloporteur et à la température des fumées, ainsi la modification du régime de chauffe n'interviendra uniquement que lorsqu'au moins l'une des températures aura atteint ou dépassé le seuil pré-fixé. Ainsi, selon le procedé de l'invention, la chaudière pourra fonctionner dans une plage de temperatures qui correspondra à son rende ment optimum, c'est-à-dire au-delà de la température de formation des condensations et d'acides pyroligneux, sans qu'il y ait risque de dégra dation par une température excessive du fluide caloporteur ou des fumées. Puisque selon le procéde, la température du fluide caloporteur dans la chaudière est maintenue à une valeur assez élevée, il sera néces saire de prévoir un organe adapté tel qu'une vanne à voies multiples qui permettra de distinguer le circuit 7 de fluide caloporteur de la chaudière de celui 8 de l'installation de chauffage centra9 domestique. La vanne à voies multiplex jouera le rôle d'un échangeur et sera par exemple pilote par une sonde appropriee ; ce type d'installation est tout d'ailleurs bien connu de l'Homme de l'Art. Le dispositif selon l'invention présentera des moyens 9 qui permettront d'obturer l'admission d'air par la bouche 5 lorsque la température du fluide caloporteur 2 ou- la température des fumées augmente. Le dispositif étant un mode de mise en oeuvre non limitatif du procédé de l'invention, ltobturation sera prioritaire, c'est-à-dire qu'il suffit qu'au moins l'une des deux températures du fluide caloporteur 2 ou des fumees augmente pour que l'obturation soit realisée. Cette obturation pourra- par exemple être réalisée l'aide d'un clapet 10 qui pourra venir masquer l'entrée de la bouche d'admission d'air 5 lorsqu'il est actionné. Le contrôle des températures du fluide caloporteur 2 et des fumées dans le conduit d'évacuation 6 pourra par exemple être obtenu respectivement par les bulbes 11 et 12 de trains thermostatiques 13 et 14. Les récepteurs 15 et 16 respectivement des' trains thermostatiques 13 et 14 seront relies aux bulbes 11 ét 12 par l'intermédiaire chacun d'un tube capillaire. Les trains thermostatiques pourront être du type à-dilation de liquide ou à changement d'etat de fluide, une déformation progressive du récepteur étant provoquee par modification de la température à laquelle est soumise le bulbe du train thermostatique. Il est ainsi possible de se servir de cette deformation pour actionner un mécanisme quelconque, cette déformation etant engendre selon la température à laquelle est soumise le bulbe du train thermostatique. Le clapet 10 pourra avantageusement etre monté sur un levier 17 qui sera articulé autour d'un pivot d'étalonnage 18. Ainsi, en faisant pivoter le levier et par conséquent en modifiant la position du clapet 10 il sera possible de moduler l'admission d'air pénétrant par la bouche 5 dans la chaudière i. Les corps des recepteurs 15 et 16 des trains thermostatiques 13 et 14 seront avantageusement disposes sur un bâti fixe de la chaudiere 1. Par contre,-les parties motrices des récepteurs 15 et 16 c1est-à-dire les parties qui se déplacement sous l'action de la chaleur à laquelle sont soumises les bulbes, serviront à actionner le levier- 17, dans le sens de la fermeture du clapet 10. A la figure 1, le récepteur 15 est représenté comme actionnant directement le levier 17, par contre, le récepteur 16 agit sur un étrier 19 rigide et solidaire du levier 17. Il faut noter que les récepteurs 15 n'agissent sur le levier 17 que par pression sur ce levier en direction de la fermeture du clapet 10 et par conséquent chacun de ces recepteurs aura une action prioritaire sur l'autre quant à la fermeture. De la sorte, il suffit que l'un des bulbes 11 ou 12 chauffe exagéréement pour entraîner la fermeture de l'admission d'air, a fortiori les deux bulbes pourraient également conjointement entrainer la fermeture du clapet 10 si les deux temperatures devenaient excessives. Un ressort de rappel 20 sera appliqué sur le levier 17 afin que celui-ci rappelle le clapet en position ouverte. Ainsi, le levier 17 sera toujours applique sur au moins un des récepteurs 15 ou 16. Le reglage du régime de chauffe pourra par exemple être réalise par l'intermédiaire d'une vis 21 qui permettra de régler la distance separant le clapet 10 du levier 17. Ainsi, pour une même position angulaire du levier 17, et donc des températures du fluide caloporteur ou ils fumées, l'action du clapet pourra être modifié et par suite la régulation du régime de chauffe. La position du pivot d'etalonnage 18 pourra avantageusement être réglable. De la sorte, il sera possible de faire évoluer l'admission d'air par la bouche 5 de sa valeur maximale à sa valeur minimale pour une variation de température du fluide caloporteur donné, en général de 70 "C à 90 "C, et à provoquer la fermeture d'admission d'air pour une température des fumées voisines ou superieures à 350 "C. Afin que la chaudière puisse assurer sa fonction convenablement, il sera généralement nécessaire de scinder l'installation de chauffage central en deux par l'intermédiaire d'une vanne mélangeuse 22 trois ou quatre voies'qui permettra de séparer le circuit de chauffe 7 du fluide caloporteur de la chaudière du circuit 8 d'installation de chauffage central domestique reliant generaiement les différents radiateurs de l'installation. Cette vanne mélangeuse 22 étant éventuellement pilotée par un thermostat régle selon la température souhaitée que l'on désire obtenir pour l'installation domestique. Le dispositif selon l'invention permet donc de faire fonctionner la chaudière à son régime de chauffe optimal, independamment de la température de l'installation de chauffage central 8, et tout en ayant des garanties contre tout risque d'emballement de la chaudière. Le mode de réalisation qui vient d'être décrit ici n'est donné qu'à titre indicatif, et d'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, pourraient être adoptées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Procédé de régulation du régime de chauffe d'une chaudière à combustible solide assurant le chauffage d'un fluide caloporteur desti né à alimenter une installation de chauffage central domestique, presen tant une.bouche d'admission d'air de combustion et un conduit d'evacua- tion des fumees, caractérisé en ce que l'on module l'admission d'air selon la température du fluide caloporteur (2) et la température des fumees dans le conduit d'évacuation (6). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réduit l'admission d'air lorsque la température du fluide caloporteur ou la température des fumees augmente. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérise en ce que l'on réduit l'admission d'air lorsque la température du fluide caloporteur (2) ou la température des fumées depasse un seuil qui leur est propre. 4. Dispositif de régulation du régime de chauffe d'une chaudiere à combustible solide assurant le chauffage d'un fluide caloporteur destiné à alimenter une installation de chauffage central domestique, presentant une bouche d'admission d'air de combustion et un conduit d'évacuation des fumées, caractérisé par le fait qu'il presente des moyens (9) pour obturer l'admission d'air lorsque la température dufluide caloporteur (2) ou la temperature des fumées augmente. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les moyens (9) se présentent sous la forme d'un clapet (16) modulant l'introduction d'air par la bouche d'admission (5), actionné par deux trains thermostatiques (13) et (14) indépendants pouvant chacun provoquer la fermeture du clapet lorsque la température mesurée. par chacun d'eux augmente. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les temperatures mesurées par les trains thermostatiques (13) et (14) sont la te perature de fluide caloporteur (2) et la température des fumees. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le clapet (10) est disposé sur un levier (17) articulé actionné par deux récepteurs (15) et (16) de trains thermostatiques (13) et (14) 'dont chacun des bulbes mesure respectivement la température du fluide caloporteur et la température des fumées. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'un ressort de rappel (2Q) tend à maintenir le clapet (10) en position ouverte. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que chacun des récepteurs (15) et (16) tend à fermer l'admission d'air, chacun ayant une action prioritaire vis-à-vis de l'autre pour obtenir cette fermeture. 10. Dispositif selon la revendication 7, caracterisé par le fait que le levier (17) est articule autour d'un pivot d'étalonnage (18).