Brevet FR2571475A1 — publié le 19860411

La présente invention concerne un procédé de production de chaleur, au depart d'un combustible et d'un comburant gazeux, avec un haut rendement. Ce procédé peut être mis en oeuvre lorsqu'on désire produire de la chaleur, en particulier le réchauffement d'un fluide calorifique, comme pour le chauffage de locaux par exemple. Les appareils actuels de production de chaleur pour le réchauffement d'un fluide calorifique sont basés sur un échange thermique entre les gaz de combustion et le fluide calorifique. On a cherche à améliorer le rendement (rapport entre l'éner- gie récupérée dans le fluide calorifique et l'énergie consommée par l'appareil) de ces appareils, lors d'utilisation de combustibles gazeux, en favorisant l'échange de chaleur entre les gaz brûlés et le fluide calorifique, jusqu'a condensation de la vapeur d'eau produite par la combustion. Ceci est obtenu par deux moyens - l'augmentation de la surface d'échange de chaleur, - une faible temperature (40 - 500C) du fluide calorifique lors de son entrée dans l'appareil. Cette dernière exigence impose que la surface d'échange (radiateurs, etc...) entre le fluide calorifique et l'atmosphère des locaux à chauffer soit largement superieure à ce qui est nécessaire lorsque le fluide calorifique se trouve a une temperature supérieure à 40 - 50"C. La présente invention a pour but de procurer un procédé et un appareil pour le réchauffement d'un fluide calorifique permettant d'obtenir un haut rendement énergétique lors d'utilisation de combustibles , pour n'importe quelle temperature du fluide calorifique. Les gaz de combustion sont condenses dans une solution liquide, dans laquelle se trouve un échangeur de chaleur avec le fluide calorifique. La chaleur des gaz émanants de la solution liquide est alors échangée avec le gaz comburant. Ces gaz sont mis en mouvement par un procédé mécanique. Suivant une forme de réalisation, les gaz peuvent être mis en mouvement par une pompe à gaz. Suivant une autre forme de realisation, les gaz peuvent être mis en mouvement par aspiration dans une trompe à liquide, alimentée au moyen d'une pompe à liquide par solution liquide d'échange thermique entre les gaz et le fluide calorifique. La figure 1 est une représentation schématique d'un appareil conforme à l'invention. Une chambre 1 contenant une solution liquide 2 est munie d'un échangeur de chaleur 3 avec un fluide calorifique 4. Cette chambre 1 comporte un système de trop-plein 5. Une chambre 6 est munie d'une arrive 7 de combustible muni d'une vanne 18 et d'un bruleur 8. Du comburant gazeux est amené par le conduit 9. Les gaz brules sont amenés au contact de la solution liquide dans la chambre 1 par le conduit 10. Un dispositif d'allumage 17 est monté près du bruleur 8. Les gaz emanant de la solution liquide 2 sont acheminés par un conduit 11 vers une chambre 12, et évacués par un conduit 13. Une pompe à gaz 14 met, éventuellement au départ d'un réservoir 19, du comburant gazeux en mouvement vers un conduit 15. Ce comburant passe dans un échangeur de chaleur 16 raccordé au conduit 15 et place dans la chambre 12. Le comburant réchauffé est alors acheminé par le conduit 9 dans la chambre 6. Le débit de la pompe 14 est régle de façon a obtenir une combustion complète du combustible. On met en fonctionnement la pompe 14 et le dispositif d'allu mage 17. La vanne 18 est ouverte, et le combustible brûle au contact du comburant amené par le conduit 9. Les gaz de combus tion chauffent progressivement la solution liquide 2 et s'y dissol vent. Les gaz résiduels (azote de l'air, oxygène en excès, oxyde de car bone lorsque la solution liquide 2 en est saturée) ainsi que la vapeur d'eau s'évaporant de la solution liquide 2 vont rechauffer le comburant destiné à la combustion au moyen de l'échangeur de chaleur 16 de la chambre 12. La fraction des gaz condensée lors de cet échange de chaleur retombe dans la chambre 2. Les gaz non condensés sont évacués par le conduit 13. La figure 2 est une représentation schématique d'un appareil conforme a l'invention. La chambre 6 comporte un échangeur de chaleur 20 raccorde à 1' échangeur de chaleur 3. Le fluide calorifique 4, après être passé dans l'échangeur de chaleur 3, passe dans l'échangeur de chaleur 20. Le fonctionnement de la pompe 14, du dispositif d'allumage 17, de la vanne 18 peut être automatisé. La présente invention peut être appliquée à différents combustibles , à différentes solutions liquides. De plus, les détails de structure, d'agencement et de disposition de l'appareil décrit peuvent être modifiés sans sortir du cadre de la présente invention. Ainsi, les parois en vis-à-vis de la chambre 1 et de la chambre 6 peuvent n'en former qu'une seule, l'échangeur de chaleur 3 peut être place horizontalement de façon à réduire la pression necessaire à vaincre la poussée de la solution liquide 2, par exemple. REVENDICATIONS 1. Procédé de chauffage d'un fluide calorifique au départ d'un com bustible et d'un comburant gazeux, caractérisé en ce que les gaz de combustion sont mis en contact avec une solution li quide, dans laquelle se trouve un échangeur de chaleur entre cette solution liquide et le fluide calorifique. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la chaleur des gaz residuels émanants de la solution liquide est echangée au moyen d'un échangeur de chaleur avec le comburant gazeux. 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, Ca- racterise en ceque le comburant gazeux est de l'air. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'air est mis en mouvement au moyen d'une pompe a gaz. 5. Appareil pour chauffer un fluide calorifique au départ d'un combus tible et d'un comburant gazeux, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre 1 contenant une solution liquide 2, chambre 1 munie d'un échangeur de chaleur 3 avec un fluide calorifique et d'un systeme de trop plein 5, une chambre 6 munie d'un -conduit de combustible 7 comportant une vanne 18, d'un brûleur 8, d'un dispositif d'allu mage 17, d'un conduit de comburant gazeux 9, d'un conduit 10 apte à mettre les gaz de combustion en contact avec la solution liquide 2, une chambre 12 munie d'un échangeur de chaleur 16 échangeant la chaleur des gaz émanants de la solution liquide 2 avec le comburant gazeux, d'un conduit il raccordant la chambre 6 avec la chambre 1, d'un conduit 13 d'évacuation des gaz, une pompe a gaz mettant en > mouvement le comburant gazeux vers l'échangeur de chaleur 16 au moyen d'un conduit 15 et vers la chambre 6 au moyen du conduit 9. 6. Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la pompe 14, le dispositif d'allumage 17 et la vanne 18 sont en clenchés et déclenches de façon automatique. 7. Procédé de chauffage d'un fluide calorifique au départ d'un combustible et d'un comburant gazeux, caractérisé en ce que les gaz de combustion sont mis en contact avec un échangeur de chaleur entre les gaz de combustion et le fluide calorifique, et avec une solution liquide dans laquelle se trouve un échan geur de chaleur entre cette solution liquide et le fluide calorifique. 8. Procédé suivant la revendication 7, caractrisé en ce que la chaleur des gaz résiduels émanants de la solution liquide est échangée au moyen d'un échangeur de chaleur avec le comburant gazeux. 9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 7ou 8, ca ractérisé en ce que le comburant gazeux est de l'air. 10. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'air est mis en mouvement au moyen d'une pompe à gaz. 11. Appareil pour chauffer un flutde calorifique au départ d'un combus- table et d'un comburant gazeux, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre 1 contenant une solution liquide 2, chambre 1 munie d'un échangeur de chaleur 3 avec un fluide calorifique 4 et d'un systeme de trop plein 5, une chambre 6 munie d'un conduit de combustible 7 comportant une vanne 18, d'un brûleur 8, d'un dispositif d'allumage 17, 17, d'un conduit de comburant gazeux 9, d'un conduit 10 apte à mettre les gaz de combustion en contact avec la solution liquide 2, d'un échangeur de chaleur 20 entre le fluide calorifique et les gaz de combustion, une chambre 12 munie d'un échangeur de chaleur 16 échangeant la chaleur des gaz emanants de la solution liquide 2 avec le comburant gazeux, d'un conduit 11 raccordant la chambre 6 avec la chambre 1, d'un conduit 13 d'évacuation des gaz, une pompe à gaz mettant en mouvement le comburant gazeux vers l'échangeur de chaleur 16 au moyen d'un conduit 15 et vers la chambre 6 au moyen du conduit 9. 12. Appareil suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la pompe 14, le dispositif d'allumage 17 et la vanne 18 sont en clenches et déclenchés de facon automatique.