Brevet FR2616893A1 — publié le 19881223

I 2616893 INSTALLATION DE CHAUFFAGE PAR RAYONNEMENT THERMIQUE L'invention se rapporte à une installation de chauffage par rayonnement thermique, du type comportant un réseau de conduits métalliques agencés au-dessus du sol dans un local, ces conduits étant chauffés de l'intérieur par une circulation de gaz chauds, jusqu'à une température suffisante pour que leur surface émette un rayonnement infra-rouge. L'invention concerne plus particulièrement un perfectionnement permettant de mieux contrôlerr la circulation des gaz chauds dans le ou les conduits, notamment pendant la période qui suit la mise en route de l'installation, afin d'améliorer son rendement de combustion pour tous les régimes de fonctionnement. Une installation de chauffage par rayonnement infra-rouge d'un type connu, plus particulièrement adapté au chauffage des locaux de grand volume (ateliers, lieux publics, etc...) comporte une ou plusieurs branches de conduit, réparties de façon à former uh réseau installé en hauteur dans le local à chauffer. Toutes les branches sont connectées pour converger vers un ventilateur-extracteur et des brûleurs à gaz sont raccordés aux conduits, généralement régulièrement espacés les uns des autres, pour provoquer la combustion d'un mélange air-gaz à l'intérieur même de ces conduits. Les gaz chauds circulent ainsi dans les conduits sous l'effet d'une légère dépression entretenue par le ventilateur-extracteur. Ils communiquent leur chaleur aux parois des conduits avant d'être évacués à une température plus basse. Les parois des conduits sont ainsi élevés à une température' suffisante pour émettre un rayonnement infra-rouge. Etant donné la multiplicité de formes possibles de tels réseaux en fonction de la géométrie et des dimensions du local à chauffer, des réglages longs et délicats sont généralement nécessaires. Notamment, si plusieurs branches sont connectéesen parallèle, il faut pouvoir équilibrer la valeur de la dépression dans ces différentes branches puisque la circulation des gaz chauds est conditionnée par cette dépression. On a proposé pour cela d'insérer des clapets à positionnement réglable en certains poins des branches, de façon à créer localement des pertes de charge. Ces clapets sont ajustés une fois pour toutes et sont réglés en fonction des caractéristiques du réseau en régime établi, c'est- à-dire lorsque les conduits sonrt chauds. On a constaté qu'en régime transitoire (c'est-à-dire pendant la période de mise en route), les positions prédéterminées de ces clapets n'étaient pas optimales. La présence de tels clapets est donc plutôt nuisible en régime transitoire. Par ailleurs, dans de telles installations, de l'air de dilution est admis dans les conduits, par les extrémités des branches; lesquelles sont laissées partiellement ou totalement ouvertes, là encore grâce à la présence de clapets réglés une fois pour toutes. En fait, on sait que cet air de dilution, indispensable en régime transitoire, pendant la montée en température de l'installation devient superflu et plutôt nuisible en régime établi. Il en résulte que les réglages constituent un compromis et que l'installation ne fonctionne pas dans les meilleures conditions en régime établi, à cause de la présence d'un excès d'air de dilution, ce qui se traduit par un rendement médiocre de l'installation. L'invention vise principalement à résoudre ce problème, par mise en oeuvre de moyens particulièrement simples. Dans cet esprit, l'invention concerne donc une installation de chauffage par rayonnement, du type comportant au moins une branche d'un conduit reliée à un ventilateur-extracteur et dont une extrémité est munie d'une prise d'air de dilution et au moins un brûleur à gaz connecté audit conduit pour y provoquer la combustion d'un mélange air-gaz propre à élever la température du conduit et à amener la surface de ce dernier à émettre un rayonnement thermique, caractérisé en ce que ladite prise d'air de dilution est équipée d'un clapet d'obturation mobile actionné par des moyens de régulation de la dépression dans ledit conduit. Selon une caractéristique avantageuse et particulièrement simple, les moyens de régulation en question comportent un moyen de rappel tel qu'un ressort, sollicitant ledit clapet vers sa position d'obturation de ladite prise d'air. En effet, en l'absence de clapet ainsi associé à des moyens de régulation, c'est-à-dire en l'absence de la correction progressive qui fait l'objet de l'invention, la dépression est plus importante en amont des brûleurs, pendant la période de prébalayage à froid qui précède l'allumage et pendant la montée en température par suite des pertes de charge crées en régime établi, par les gaz de combustion chauds au passage des brûleurs successifs. Par conséquent, en faisant en sorte que la section de passage de la prise d'air diminue au fur et à mesure de la montée de la température, on stabilise la valeur de la dépression, établie à une valeur optimale, en choisissant, selon l'exemple, la raid(eur dtu ressort utilise et sa précompression. On parvient ainsi à éliminer totalement, si nécessaire, le débit d'air de dilution injecté dans les branches en régime permanent. Selon une autre particularité avantageuse de l'invention, les mêmes moyens peuvent être aisément adaptés pour réaliser un équilibrage entre les branches (en régime permanent) en ménageant des passages d'air résiduel, de sections ajustées, au niveau des prises d'air de dilution, ces passages laissant écouler des flux d'air différents respectifs lorsque les clapets sont dans leur position d'obturation maximum correspondant à un régime de fonctionnement établi. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'une installation conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est un schéma de principe d'une installation de chauffage à laquelle s'applique l'invention; - la figure 2 est une vue de détail montrant l'équipement d'une extrémité de l'une des branches de l'installation de la figure 1, selon une coupe II-II de la figure 3; et - la figure 3 est une vue selon la flèche III de la figure 2. En se reportant au dessin, l'installation 11 se compose de plusieurs branches 12, 13, 14, 15 de conduit 16 et d'un ventilateur-extracteur 17. Les branches sont de longueurs inégales dépendant de la géométrie et des dimensions du local à chauffer. Elles sont connectées entre elles pour converger vers le ventilateur-extracteur 17. Chaque branche comporte un certain nombre de brûleurs à gaz: B1, B2, pour la branche 12, B3 à B7 pour la branche 13, B8 à BO10 pour la branche 14 et Bll pour la branche 15. Chaque brûleur d'un type bien connu est connecteé au conduit de la branche correspondante et communique avec l'intérieur de ce conduit pour y injecter et provoquer la combusion d'un mélange air-gaz. Les produits de combustion circulent dans les différentes branches vers le ventilateurextracteur 17 en élevant la température des parois des conduits, provoquant ainsi un rayonnement infra-rouge. Les gaz refroidis sont rejetés par le ventilateur-extracteur 17. Les brûleurs à gaz peuvent par exemple être du type décrit dans le brevet européen n' 0 070 360. L'extrémité de chaque branche opposée au ventilateur-extracteur est agencée de façon à former une prise d'air de dilution: D1 pour la branchel 12, D2 pour la branche 13, D3 pour la branche 14 et D4 pour la branche 15. L'une des ces prises d'air de dilution, par exemple D)l, est représentée sur les figures 2 et 3. Selon l'invention, chaque prise d'air de dilution est équipée d'un clapet d'obturation mobile 20, actionné par des moyens de régulation de la dépression dans le conduit 16. Selon le mode de réalisation particulièrement simple et efficace représenté, ces moyens de régulation comportent un moyen de rappel, tel qu'un ressort 21, sollicitant le clapet vers sa position d'obturation de la prise d'air. Plus précisément, ladite prise d'air est matérialisée par une plaque 22 percée d'orifices 23, 24 et rapportée à l'extrémité du conduit 16 correspondant, tandis que le clapet 20 comprend une plaque mobile 26 apte à se déplacer à l'intérieur du conduit 16 en regard de la face interne de la plaque 22 et perpendiculairement à un plan de celle-ci. Un revêtement insonorisant 28 est fixé à la plaque mobile 26, et intercalé entre celle-ci et la face interne de la plaque percée 22. Celle-ci comporte en outre un trou central traversé par une vis 30 dont l'extrémité filetée débouche à l'extérieur du conduit. Un moyen de réglage, tel que représenté ici un écrou papillon 32 est engagé sur la portion filetée de la vis, qui fait saillie au-delà de la plaque 22. L'écrou prend appui sur cette plaque et permet le réglage du ressort 21. Celui-ci est monté dans le conduit autour de la vis 30 et est ainsi susceptible d'être comprimé entre la plaque 26 et une rondelle formant butée 34, prenant appui sur l'épaulement de la tête de vis. Il apparaît avec évidence que l'agencement qui vient d'être décrit permet un réglage de la force de sollicitation du ressort 21. Il est à noter que le réglage de la force du ressort 21 en position d'obturation maximum de la prise d'air peut se faire à la fois en choisissant une raideur de ressort appropriée et en agissant sur l'écrou papillon 32. Les réglages dépendent de la longueur de la branche et du nombre de brûleurs qui y sont raccordés. De plus, certaines prises d'air au moins, si nécessaire, sont conçues de façon à ménager des passages d'air résiduel, de sections ajustables. Un tel passage est propre à permettre un faible écoulement d'air,lorsque le clapet est dans sa position d'obturation maximum de la prise d'air, comme cela est représenté sur la figure 2. Dans l'exemple, ce passage d'air résiduel est obtenu au moyen de trois vis 36 engagées au travers de trous taraudés de la plaque 22. En réglant ces vis, on peut ajuster la position de repos du clapet mobile. Il est à noter que les orifices 23, 24 pratiqués dans la plaque 22 sont répartis symétriquement par rapport à son centre traversé par la vis 30. Ceci assure un équilibrage des forces qui s'exercent sur le clapet. Ce dernier se déplace donc en étant toujours parallèle à la plaque 22. Enfinrl, comme représenté sur la figure 1, un clapet d'obturation D5 du même type que celui décrit en référence aux figures 2 et 3, est connecté en dérivation au voisinage et en amont du ventilateur-extracteur 17. Le fonctionnement est le suivant: En l'absence de produits de combusion pendant la période de prébalayage, seul de l'air froid circule dans le réseau. Pour chaque branche, la dépression est alors maximum et à tendance à attirer vers l'intérieur du conduit le clapet mobile, cette action s'exerçant contre la force du ressort 21 correspondant. Les orifices 23, 24 sont alors complètement dégagés. Puis,l'allumage des brûleurs et la montée progressive en température augmentent le volume de fluide en circulation. Ceci se traduit par une diminution de la dépression laquelle est immédiatement compensée par l'action du ressort sur la clapet mobile. On observe ainsi une fermeture progressive de la prise d'air de dilution de telle sorte que la dépression dans la branche correspondante conserve une valeur pratiquement constante pendant toute la période transitoire. En régime établi, la prise d'air est totalement ou presque totalement fermée, ce qui se traduit par une augmentation sensible du rendement de combustion. 2616 693 REVENDICATIONS 1. Installation de chauffage par rayonnement, du type comportanrt au moins une branche d'un conduit (16) reliée à un ventilateur-extracteur (17) et dont une extrémité est munie d'une prise d'air de dilution (Dl) et au moins un brfleur à gaz connecté audit conduit pour y provoquer la combustion d'un mélange air-gaz propre à élever la température du conduit et à amener la surface de ce dernier et à émettre un rayonnement thermique, caractérisée en ce que ladite prise d'air de dilution (D1) est équipée d'un clapet d'obturation mobile (20) actionné par des moyens de régulation de la dépression dans ledit conduit (16). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de régulation comportent un moyen de rappel tel qu'un ressort (21), sollicitant ledit clapet (20) vers sa position d'obturation de ladite prise d'air. 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit ressort (21) est associé à un agencement de réglage de sa force de sollicitation. 4. Installation selon l'une des revendications précédentes, comportant plusieurs branches de conduit (12, 15) précitées, comprenant chacune une prise d'air de dilution, caractérisée en ce qu'au moins certaines desdites prises d'air sont munies de clapets d'obturation (D1, D2,...) précités et en ce que des passages d'air résiduel sont ménagés dans au moins certaines extrémités de branches pour réaliser un équilibrage des branches entre elles, en régime de fonctionnement établi. 5. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la ou chaque prise d'air de dilution est matérialisée par une plaque (22) percée d'orifices (23, 24), rapportée à l'extrémité du conduit (16) correspondant, en ce que ledit clapet comprend une plaque mobile (26) apte à se déplacer à l'intérieur dudit conduit (16) en regard de la face interne de ladite plaque percée, cette dernière étant traversé en son centre par une vis (30) ou analogue, dont une extrémité débouche à l'extérieur dudit conduit et est munie d'un écrou de réglage (32) et en ce qu'un ressort (21) est monté dans ledit conduit autour de ladite vis entre ladite plaque mobile et une butée (34) solidaire de ladite vis. 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'un revêtement insonorisant (28) est fixé à ladite plaque mobile (26) et intercalé entre celle-ci et la face interne de ladite plaque percée (22). 7. Installation selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que les orifices 523, 24) de ladite plaque percée (22) sont répartis symétriquement par rapport à son centre traversé par ladite vis. 8. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'elle comporte un clapet d'obturation (DS) précité connecté en dérivation au voisinage et en amont dudit ventilateurextrateur (17).