Brevet FR2577660A1 — publié le 19860822

La présente invention est relative à un récupérateur de chaleur à cir- culation d'eau pour cheminée à feu ouvert. Les économies d'énergie ont entraîné un regain d'intérêt pour les chemi- nées à feu ouvert utilisant des combustibles abondants et peu coûteux, particu- lièrement en zone rurale, notamment du bois de chauffage. Cependant, il est bien connu que ces cheminées à feu ouvert ont un rendement médiocre, étant donné qu'elles chauffent uniquement par rayonnement, l'énergie calorifique des gaz chauds résultant dela combustion étant évacuée par le conduit de fumée de la cheminée. On a donc été amené à étudier des systèmes permettant de récupérer les calories ainsi perdues. Généralement, un récupérateur de calories classique se présente sous la forme d'un échangeur de chaleur, placé dans la cheminée, et qui comprend un assemblage de tubes à circulation d'eau, réalisé de façon à cons- tituer une plaque tubulaire horizontale, formant plaque de foyer, et une plaque tubulaire verticale, ou sensiblement verticale, formant plaque de fond de la che- minée, des collecteurs inférieur et supérieur, raccordés respectivement à la plaque tubulaire horizontale et à la plaque tubulaire verticale, assurant le rac- cordement de l'échangeur à une installation classique de chauffage central à ra- diateurs. De tels systèmes connus permettent effectivement d'améliorer le rende- ment calorifique des cheminées à feu ouvert, en récupérant une partie des calo- ries contenues dans les produits de la combustion. Cependant, l'expérience montre que le bilan thermique de la cheminée reste médiocre, notamment en raison de la température élevée des gaz de fumée rejetés dans l'atmosphère (cette température est de l'ordre de 200 C dans le conduit de fumée, à la sortie de cheminée). En outre, ces récupérateurs ont parfois une influence négative sur le tirage naturel de la cheminée. L'invention se propose donc d'apporter des perfectionnements aux récupé- rateurs de chaleur du type mentionné ci-dessus. En conséquence, cette invention concerne un récupérateur de chaleur du type spécifié ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une chemise entourant la plaque tubulaire verticale du récupérateur, cette chemise compor- tant une ouverture de forme tronconique devant la plaque tubulaire verticale, au- dessus du foyer, et une ouverture supérieure dans le conduit de fumée, de façon à constituer une colonne en dépression améliorant le tirage. 2.2577660 Selon l'invention, la partie antérieure de ladite chemise, surmontant ladite ouverture tronconique, est constituée d'une plaque de fonte orientée vers la pièce à chauffer, afin d'augmenter l'énergie calorifique rayonnée par la che- minée. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence au dessin annexé, qui en illustre un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur le dessin: - la Figure 1 est une vue en élévation latérale d'un récupérateur selon l'invention; - la Figure 2 est une vue en élévation frontale de la Figure 1. En se référant au dessin, on voit qu'un récupérateur de calories selon l'invention se place, comme connu, dans une cheminée classique à feu ouvert. Il se présente sous l'aspect d'un échangeur à circulation d'eau, constitué d'un assemblage de tubes comprenant, d'une part, une plaque tubulaire horizontale 10, constituant la plaque du foyer de la cheminée, et, d'autre part, une plaque tubulaire verticale 12, formant plaque de fond de la cheminée. Des collecteurs supérieur 14 et inférieur 16 sont respectivement raccordés à la plaque verticale 12 et à la plaque horizontale 10, ces collecteurs permettant le raccordement du récupérateur à une installation classique de chauffage central à radiateurs (non représentée). Selon l'invention, la plaque tubulaire de fond 12 est munie d'une chemise 18 qui enveloppe totalement les tubes de cette plaque, en ménageant deux ouver- tures: une ouverture supérieure 20, pour l'évacuation dans le conduit de fumées des gaz de combustion, et une ouverture frontale 22, de section tronconique, au- dessus de la plaque tubulaire horizontale. Cette chemise 18 constitue, ainsi que le montre clairement la Figure 1, une colonne de tirage en dépression (venturi) qui augmente la surface de contact entre les gaz chauds de la combustion et les tubes de la plaque 12, tout en améliorant le tirage de la cheminée. Selon l'invention, cette chemise 18 peut être réalisée en tôle d'acier ino- xydable, et, de préférence, sa partie frontale 24 est réalisée en fonte, afin d'améliorer la transmission par rayonnement de la chaleur vers l'intérieur de la pièce o est située la cheminée. La face visible de la plaque frontale 24 en fonte peut être munie de tout motif ornemental remplaçant avantageusement une plaque de cheminée. Les essais auxquels le demandeur s'est livré ont fait ressortir les amé- 3 l2577660vo liorations apportées par le récupérateur selon l'invention, par rapport aux sys- tèmes connus. Les résultats de ces essais sont résumés dans le tableau suivant Début du Chauffage Fin de l'Essai (durée totale 2 heures) Température extérieure 6 C 6 C Température intérieure 140 C 19 C Température des radiateurs 14 C 38 C Température de l'eau: 14 C 50 C Température de sortie des fumées (point A)........... 100 C L'installation sur laquelle a été testé le récupérateur selon l'invention com- portait huit radiateurs, destinés à chauffer un volume de 217 m. On notera que la température de sortie des fumées est de l'ordre de 100 C, au lieu de 200 C dans les récupérateurs classiques. Outre l'augmentation remarquable de la puissance de chauffage, le disposi- tif selon l'invention apporte une amélioration du tirage naturel de la cheminée, grâce à l'effet de venturi apporté par la forme de la chemise 18. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté, mais qu' elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Récupérateur de chaleur àcirculation d'eau pour cheminée à feu ouvert, formant échangeur de chaleur, placé dans la cheminée, et qui comprend un assemblage de tubes à circulation d'eau, comprenant une plaque tubulaire hori- zontale, formant plaque de foyer, et une plaque tubulaire verticale, ou sensible- ment verticale, formant plaque de fond, des collecteurs inférieur et supérieur, raccordés respectivement à la plaque tubulaire horizontale et à la plaque tubu- laire verticale, assurant le raccordement de l'échangeur à une installation de chauffage central à radiateurs, ce récupérateur de chaleur étant-caractérisé en ce qu'il comporte une chemise (18) enveloppant ladite plaque tubulaire verti- cale (12), cette chemise comportant une ouverture supérieure (20) pour la sortie des fumées dans le conduit de fumée de la cheminée, et une ouverture frontale de forme tronconique (22) devant la plaque tubulaire horizontale (10), au-dessus du foyer, de manière à constituer une colonne de tirage en dépression. 2 - Récupérateur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite chemise est réalisée en tôle d'acier inoxydable. 3 - Récupérateur de chaleur selon l'une des revendications 1 ou 2, carac- térisé en ce que la chemise (18) comporte une partie antérieure (24) surmon- tant ladite ouverture (22) qui est constituée d'une plaque de fonte orientée vers la pièce à chauffer, afin d'augmenter l'énergie calorifique rayonnée vers cette pièce par le récupérateur.