Brevet FR2690979A1 — publié le 19931112

La présente invention concerne un procédé pour l'ex- ploitation d'un appareil de chauffage à condensation avec au moins un échangeur de chaleur compact. Sur les appareils de chauffage à condensation avec échangeurs de chaleur compacts, les faibles distances en- tre les ailettes dont sont munis les tubes d'eau, et 1 ' eau de condensation qui s'y accumule, opposent une résis- tance sensible à l'écoulement des gaz de fumée En cas d' utilisation de brûleurs en continu, cet inconvénient se fait notamment sentir en service à faible charge En cas d'utilisation d'une régulation pneumatique du mélange gaz- air, une résistance accrue réduit le rendement. Jusqu'ici, les brûleurs d'appareils à condensation ont été simplement alimentés en combustible en fonction des besoins en chaleur Cela a provoqué des pannes répé- tées occasionnées par une forte augmentation de la résis- tance à l'écoulement dans l'échangeur de chaleur. La présente invention a donc pour but d'éviter ces inconvénients et d'indiquer un procédé pour l'exploita- tion d'un appareil de chauffage à condensation empêchant largement des pannes dans la marche'd'un tel appareil. Conformément à l'invention, ce but est atteint par ce que durant la marche du brûleur de l'appareil à con- densation sous une charge inférieure à une charge partiel- le déterminée, le rendement du brûleur change sensible- ment après un certain temps. De cette façon, le volume croissant du condensat ac- cumulé est réduit périodiquement Cela garantit aussi que les résistances à l'écoulement ne peuvent changer qu'à 1 ' intérieur de limites relativement étroites Il en résulte une marche largement uniforme. 2 2690979 Suivant une autre caractéristique de l'invention, il peut être prévu qu'en vue d'un changement du rendement du brûleur, celui-ci est arrêté et remis en marche après un balayage. De cette façon, il est garantit que le condensat ac- cumulé est soufflé de temps en temps, ce qui fait dégager les espaces entre les ailettes de l'échangeur de chaleur. Cela se fait pendant la purge avec de l'air, avant une nou- velle remise en marche du brûleur. Une autre possibilité d'appliquer le procédé suivant l'invention consiste en ce que le rendement du brûleur est momentanément augmenté sensiblement. Dans cette variante, le volume accru des gaz brûlés résultant de l'augmentation momentanée de la charge du brû- leur, assure également l'évacuation du condensat accumulé. Dans ce cas, il peut être prévu, suivant une autre caractéristique de l'invention, que la variation du ren- dement du brûleur est déclenchée en fonction du temps. Cela permet l'utilisation d'un dispositif de régla- ge très simple Cependant, il ne peut pas être exclu dans ce cas qu'il y a variation de la charge du brûleur même dans des cas o cela ne serait pas nécessaire vu la char- ge du brûleur en service normal, ou la quantité minime ou inexistante d'eau de condensation. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il peut être prévu que la variation du rendement du brûleur- est commandée en fonction du temps et de la température, le réglage en fonction de la température se faisant de pré- férence compte tenu de la température de sortie du fluide à chauffer s 'écoulant vers l'échangeur de chaleur. De cette façon, il est garantit qu'il n'y a varia- tion de la charge du brûleur que si cela est nécessaire durant la marche du brûleur par suite du volume d'eau de condensation accumulée Dans ce cas, le réglage en fonction de la température de départ est particulièrement avanta- geux parce que la température du fluide chauffé, sortant -3- de l'échangeur de chaleur, influe sensiblement les condi- tions de service de l'échangeur de chaleur et constitue ainsi un indice net du degré de formation de condensat. Ci-après, l'invention est décrite avec les figures du dessin à l'appui. Ces figures montrent: Fig 1, le schéma d'un appareil de chauffage à con- densation, Fig 2, le schéma d'un dispositif de réglage pour un appareil suivant la fig 1, Fig 3, une graphique de fonctionnement du dispositif de réglage. L'appareil de chauffage à condensation comprend un carter 1 qui entoure, à une distance annulaire 2, un tu- yau d'évacuation de gaz brûlés 11, cette distance 2 per- mettant la pénétration d'air dans l'intérieur 4 du carter 1. Dans l'intérieur 4 du carter 1 est prévue une cham- bre de combustion 5 à l'intérieur de laquelle est monté un brûleur 7 Audessus de la chambre de combustion 5 est disposé un ventilateur 13 qui, à travers une tubulure 12 aspire de l'air dans l'intérieur 4 du carter 1 et refoule cet air dans la chambre de combustion 5 et sur le brûleur 7, le ventilateur 13 étant entraîné par un moteur 3. Au-dessous du brûleur 7 est prévu un échangeur de chaleur 17 qui comprend des tubes 16 o circule le flui- de à chauffer et qui sont munis d'ailettes 18. De l'accumulateur de gaz brûlés 8 disposé sous l'é- changeur de chaleur 17 partent, au point le plus bas, un tube d'évacuation de condensat 10, qui comprend un siphon 9, et le tube d'évacuation des gaz brûlés 11. Dans la chambre de combustion 5 pénètre une électro- de d'allumage 6. L'échangeur de chaleur 17 logé à l'intérieur de la chambre de combustion 5, est branché par un tuyau de re- tour 14, qui comprend une pompe de circulation 26, et un tuyau de départ 20, sur un circuit de chauffage, les dif- -4- férents tubes de l'échangeur de chaleur 17 étant reliés entre eux par des coudes 19. Le tuyau de départ 20 est doté d'une sonde thermomé- trique 21 qui, de même que la sonde thermométrique 15 dis- posée sur l'échangeur de chaleur, est reliée par des li- gnes 24 respectivement 23, à un dispositif de commande 22 comprenant un actionneur Ce dispositif est d'autre part en communication avec un générateur de signaux de consi- gne 27 et, par la ligne 25, avec le moteur 3 du ventila- teur 13. Comme il résulte de la fig 2 qui montre schématique- ment le dispositif de commande 22, la sonde thermométri- que 21 est reliée, par la ligne 24, à un convertisseur a- nalogique/numérique 30, et le générateur de signaux de con- signe 27, qui détermine une courbe de chauffage en fonc- tion de la température extérieure, à un tel convertisseur 31, les deux convertisseurs 30, 31 étant en relation avec un microprocesseur ju Pl qui comprend aussi une horloge qui préréglé la fréquence CLK pour un autre microprocesseur/j P 2. Le convertisseur analogique/numérique 30 débite un signal, en fonction de la température de départ effecti- ve, au microprocesseur u P 2 et au microprocesseur u P 1 Ce dernier communique un signal en fonction du rendement du brûleur QB au microprocesseur JP 2 dont la sortie est reliée à un convertisseur numérique/analogique 32 qui agit sur le moteur 3 du ventilateur 13. Le microprocesseur/u Pl est relié à deux convertis- seurs numériques/analogiques 33, 34, le convertisseur 33 agissant sur une électrovalve 35 disposée dans la condui- te de gaz 37 et qui règle l'alimentation en gaz du brû- leur 7 Le convertisseur 34 règle un transformateur d'al- lumage TR qui est relié à l'électrode d'allumage 6. Comme il ressort de la fig 3 qui montre un schéma de fonctionnement du microprocesseurju P 2, une comparaison entre le rendement du brûleur QB nécessaire et une valeur de seuil du rendement partiel du brûleur QBS, détermine ce fonctionnement. Si le rendement nécessaire du brûleur en tant que rendement partiel ou maximal est supérieur à la valeur de seuil du rendement QBS du brûleur, son rendement effec- tif Q Bi est réglé en fonction du rendement QB nécessaire. Ainsi, le brûleur 7 marche avec un rendement suivant la courbe de chauffage correspondante. Si, par contre, le rendement QB nécessaire est in- férieur au rendement de seuil QBS, la température de dé- part TV est comparée à une température de seuil TVS pré- réglée par le générateur de signaux de consigne Si la température de départ TV actuelle est supérieure à la tem- pérature de seuil TVS, le brûleur continue à marcher à condition que le rendement du brûleur QB nécessaire soit réglé sur le rendement effectif Q Bi, parce que, dans ces conditions de service, il n'y a guère formation de conden- sat et le condensat est évacué constamment par les gaz brû- lés. Si, cependant, la température de départ TV est rnfé- rieure à la température de seuil TVS, il y a comparaison entre le temps t écoulé depuis que ces conditions règnent, et un temps de seuil t S réglable sur une base de temps. Si le temps t dépasse le temps de seuil, le rendement du brûleur effectif QB 1 est porté au rendement maxi Qmax pour un temps déterminé. De cette fçon, il est possible de régler la marche du brûleur 7 suivant une variante du procédé selon l'in- vention Dans cette variante du procédé suivant l'inven- tion, le rendement du brûleur est porté à des interval- les déterminés, indépendamment des données de la courbe de chauffage actuelle, au rendement maxi pour peu de temps si les conditions de service sont telles qu'il y a forma- tion accrue de condensat puisque le rendement actuel du brûleur QB est inférieur au rendement de seuil QBS' ou que la température de départ TV est inférieure à la tempéra- ture de seuil TVS* 6 - Grâce à l'actionneur du foyer, il est possible de faire éteindre le brûleur et redémarrer ensuite, la pha- se de balayage étant utilisée pour le balayage de l'échan- geur de chaleur avec de l'air. R E V E N D I C A T I O N S 1 Procédé pour l'exploitation d'un appareil de chauf- fage à condensation avec au moins un échangeur de cha- leur compact, caractérisé par le fait que durant la marche du brûleur de l'appareil à condensation sous une charge inférieure à une charge partielle déter- minée, le rendement du brûleur change sensiblement après un certain temps. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'en vue d'un changement du rendement du brû- leur, celui-ci est arrêté et remis en marche après un balayage. 3 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le rendement du brûleur est momentanément augmenté sensiblement. 4 Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, carac- térisé par le fait que la variation du rendement du brûleur est déclenchée en fonction du temps. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, carac- térisé par le fait que la variation du rendement du brûleur est commandée en fonction du temps et de la température, le réglage en fonction de la températu- re se faisant de préférence compte tenu de la tempé- rature du fluide à chauffer s'écoulant vers l'échan- geur de chaleur.