~ 9~40 L'invention concerne un système de chauffage employant la cha1eur normalement gaspi1lée dans une cheminée.
L'objet de l'invention se rattache au secteur technique du chauffage en général et notamment du chauffage d'air ou d'eau dans des hatibations.
Certaines cheminées très équilibrées ont une très bonne production de chaleur. Cependant, l'admission de l'air frais necessaire pour l'alimentation du foyer de la cheminée donne lieu 3 un important gaspi11age de cha1eur qui est évacuée par la cheminée.
Suivant l'invention, on a voulu uti1iser cette cha1eur et diminuer ce gaspillage.
L'invention concerne donc un système de chauffage employant la chaleur normalement gaspillée dans une cheminée pour chauffer l'air ambiant, destiné 3 permettre une auto-régulation de fonctionnement de la chaminée et comprenant en combinaison: un circuit tubulaire fermé, adapté et construit pour la circulation du liquide, ledit circuit tubulaire incluant un premier échangeur thermique destiné à être positionné dans la cheminée où le liquide dans ledit cjrcuit est chauffé lorsque la cheminée fonctionne et un second échangeur thermique destiné
; à être positionn~ à l'extérieur de la cheminée; et un carter étanche destiné à être situé dans la même pièce que la cheminée et constituant une chambre de transition, ledit second échangeur étant placé dans ledit carter et ledit carter comprenant des moyens autorisant la communication et la régu1a~ion d'arrivée d 'ai r frais de l'extérieur et coopérant avec 1'action du second echangeur thermique pour préchauffer l'air frais et 1e projeter à une partie de carter muni d'au moins une ouverture de passage rétab1issant ainsi 1'équilibre de pression dans la pièce et assurant l'alimentation du foyer de 1a cheminée de 1'air préchauffé
Le premier échangeur thermique est de préf~rence ~ rJs~
~Lq99q3 4~ :
sous forme de tubes cuivre décrjvant des boucles successives ou enfermés dans un caisson décoratif, raccordés à un circuit en tube cuivre permettant la circulation par thermosiphon ou par circulateur électrique, dans le circuit étant plac~s un détendeur ou vase d'expanslon. - -L'échangeur thermique peut être composé du circuit en tube cuivre formant une ou des boucles reliées par des surfaces ou ailettes de diffusion de la chaleur qui sont entour~es par une spirale en tôle de circulation d'air, solidaire lG d'un caisson avec entrée d'air frais et sortie pour l'air chauffé.
Ces caractéristiques et d'autres ressortiront de la suite de la description.
Pour fixer l'objet de l'invention sans toutefois le ~ ~.
limiter, dans les dessins annexés:
:
~' ..
, ~ ~40 La figure l est une vue 3 caractére schemèmatique illustrant une installation de distribution de chaleu.
- La figure 2 est une vue partielle d'une variante de réalisation de l'installation selon la figure l.
La figure 3 est une vue perspective montrant les éléments separés composant un échangeur selon l'invention.
La figure 4 est une vue en coupe transversale de l'échan-geur.
Les figures 5 et 6 sont des vues shématiques illustrant un syst3me de chauffage empoyant la chaleur normalement gaspillée dans une cheminée.
La figure 7 est une vue en coupe conisdérée suivant la ligne 7-7 de la figure 6.
Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant sous des formes non limitatives de réalisation illustrées aux figures des dessins.
-Les éléments de base constituant l'installation sont illustrés notamment à la figure l où l'on voit schématiquement une cheminée C installée dans une piéce P. Dans le foyer de la cheminée est placé un élément de ponction de chaleur 1 sous forme par exemple de tube en cuivre fromant une série de boucles 1a, ou d'une plaque décorative creuse dins laquelle passe le circuit de tube en cuivre. Cet élément de ponction est rac-cordé soit à travers le jambage soit à travers le socle de la cheminée, à des tubes 2 et 3 en cuivre également, disposés de maniére à former un circuit d'huile partl~ermosiphon ou par cir-culateur électrique si le circuit est long.
Sur le circuit du tube 2 est interpos~ à la partie supérieure du circuit, un détendeur ou vase d'expansoin 4 favori-sant à la fois le remplissage et la purge du circuit par unevanne purgeur 5 qui, au remplissage oriente l'huile d'un seul côté du circuit et permet la sortie de l'air par le côté opposé.
~ 40 Le tube 2 descend ensuite au niveau d'une gaine d'arrivée d'air frais 6 pour pén~t~er dans un caisson 7 raccordé 3 la gain 6 et présentant à l'opposé une sortie d'air 8 dans la piéce 3 chauffer. Le caisson 7 recoit le tube 2, qui est raccordé au tube 3 aprés formation d'une ou plusieurs boucles sur lesquel-les sont fixées des ailettes 9 ou surfaces de diffusion de la chaleur, pour constituer un échangeur.
Selon une forme de réalisation particuliére, quoique non limitative montrée aux figures 3 et 4, l'échangeur est cons-titué d'une gaine formée de deux demi-coquilles 10 et 11 avec, aux extrémités des raccords 12 et 13 pour les gaines d'arrivée et de sortie d'air et, sur toute leur longueru, une spirale 14 formée dans une bande métallique solidaire des coquilles et laissant dans la partie axialeun espace pour le passage des boucles de tuve 2 et 3 avec leurs ailettes 9. D,air frais in-troduit suit la spirale en tournant autour de l'élément de chauffe avant de sortir dans la piéce 3 chauffer.
S'il n'y a pas de ventilation preévue, on prévoit une turbine de pulsion ou ventilateur 15 3 une ou deux vitesses - depassage (figure 2) ce qui permet de distribuer la chaleur 3 - plusieurs pi~ces par des gaines selon le critére généralement admis de un volume par heure.
A noter gue l'échangeur est placé en sous-sol pour des raisons de facilité d'installation de distribution d'air chaud dans les piéces, mais / il peut être placé dans les combles ou parties hautes où il a un meilleur rendement. D'autre part, l'échangeur est toujours fixé de maniére légérement inclinée pour l'évacuation d'éventuels liquides de condensation par un purgeur 16 fixé dans la partie basse de l'échangeur.
~n peutencore utiliser l'excédent de chaleur dégagée pai le foyer de la cheminée pour chauffer un réservoir de liquide, par exemple un chauffe-eau (figure 5). Pour cela on dispose 1~ 4~
l'échangeur 17 réalis~ sous une forme quelconque, dans le ré-servoir, en l'occurenc le chauffe-eau 18 éelectrique ou à gaz, ce qui permet d'avour en plus de chauffage traditionnel, de l'eau chaude gratuite.
Si le réservoir est relié au chauffage central, on peut également préchauffer l'eau du circuit d'eau en plaçant en aval du réservoir une vanne 19 thermostatique évitant l'échange contraire lorsque Ia cheminée est 3 I'arrêt.
Les foyers de cheminée sont soumis aux régles et aux lois p~ysiques de l'équilibre. Cet équilibre n'est pas toujours réalise-é et l'on voit de nombreuses chemin~es fumer ou fonction-ner d'une maniére anomale par manque d'air. Pour réparer ces cheminées, it faut les équiper d'un thermo-conventeur, ce qui nécessite des travaux importants.
Auec le circuit de distribution d'huile chauffée par le foyer, on améliore très facilement le fonctionnement des che-minées en plaçant un convecteur d'équilibre étanche 20 sur un mur de la piéce où se trouve la cheminée (figures 6 et 7) et I'on place dans ce convecteur, l'échangeur thermique 29 relié
au circuit d'huile chauffé par le foyer.
A la partie inférieure du convecteur une ventouse 22 ouvre directement à l'air libre extérieur et un déflecteur 23 pro-- jetet l'air frais sur l'échangeur, tandis qu unvolet 24 peut former l'arrivée d'air lorsque la cheminée est à l'arrêt.
Dans la partie haute, le convecteur est équipé de dé-flecteurs _ réglables pour répartir l'air chaud dans la piéce.
Le fonctionnement de l'installation est le suivant.
Lorsque la cheminée fonctionne, la dépression créée dans la piéce agit sur la ventouse. L'air frais est alors projeté sur l'échan-guer e~ s'échappe par le haut pour rétablir l'éqilibre de pres-sion dans la piéce et permettre un bon fonctionnement de la chemi-née. Comme la chaleur prise dans le foyer est transmise à l'air ~ 9~o aspir~ par la ventouse, plus le feu est flambant, plus la chaleur transmise est importante, et plus le tirage est rapide en vo-lume. Une régularisation s'opére alors entre le foyer et le i convecteur et l'on a pour un tirage puissant un chauffage puis-sant transmis à un volume important, tandis que pour un feu àu ralenti on a un tirage et un chauffage moindres et une circula-tion ventouse réduite.
On peut encore améliorer le rendement en équipant la ventousé d'un volet à balancier (non représenté) qui donne une certaine inertie à la mise en route de la cheminée, le temps que la dépression atteigne une valeur admissible sans nuire aux autres systémes de chauffage.
Les avantages ressortent vien de la description, en particulier on souligne:
- Les nombreusespossibilités d'utilisation de chauffage gratuit pour une installation économique.
- L'amélioration du fonctionnement des cheminées par le convec-teur d'équilibre.
- La bonne répartition de la chaleur dans toutes les piéces -d'une habitation.
- Le bon rendement de l'échangeur avec sa spirale de circulation d'air.
- Le chauffage d'air ou de liquide avec les memes éléments de base.
L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués;
elle enembrasse au contraire toutes les variantes.
. ~ 9 ~ 40 The invention relates to a heating system employing heat normally wasted in a chimney.
The subject of the invention relates to the technical sector heating in general and in particular air or water heating in hatibations.
Some very balanced chimneys have a very good heat production. However, the air intake costs required to supply the fireplace hearth results in a significant waste of heat which is evacuated by the fireplace.
According to the invention, we wanted to use this heat and reduce this waste.
The invention therefore relates to a heating system using heat normally wasted in a chimney to heat the ambient air, intended to allow auto-regulation of the functioning of the chainee and comprising in combination: a closed, adapted and constructed tubular circuit for the circulation of the liquid, said tubular circuit including a first heat exchanger intended to be positioned in the chimney where the liquid in said circuit is heated when the chimney works and a second heat exchanger intended ; to be positioned ~ outside the chimney; and a housing waterproof intended to be located in the same room as the chimney and constituting a transition chamber, said second exchanger being placed in said housing and said housing comprising means authorizing communication and arrival regulation from fresh air and cooperating with the action of the second heat exchanger for preheating fresh air and blasting to a housing part provided with at least one passage opening thus restoring the pressure balance in the room and ensuring supply to the fireplace hearth of preheated air The first heat exchanger is preferably ~ rJs ~
~ Lq99q3 4 ~:
in the form of copper tubes with successive loops or enclosed in a decorative box, connected to a circuit in copper tube allowing circulation by thermosiphon or by electric circulator, in the circuit being located a regulator or expansion vessel. - -The heat exchanger can be made up of the circuit in copper tube forming one or more loops connected by heat diffusing surfaces or fins which are surrounded by a spiral in sheet metal of air circulation, integral lG of a box with fresh air inlet and outlet for air heated.
These and other features will become apparent from the continuation of the description.
To fix the subject of the invention without however the ~ ~.
limit, in the attached drawings:
:
~ '..
, ~ ~ 40 Figure l is a diagrammatic view 3 character illustrating a heat distribution installation.
- Figure 2 is a partial view of a variant of realization of the installation according to figure l.
Figure 3 is a perspective view showing the separate elements making up an exchanger according to the invention.
Figure 4 is a cross-sectional view of the sample geur.
Figures 5 and 6 are schematic views illustrating a heating system using heat normally wasted in a fireplace.
Figure 7 is a sectional view taken next line 7-7 of figure 6.
In order to make the object of the invention more concrete, it is now described in non-limiting forms of realization illustrated in the figures of the drawings.
-The basic elements constituting the installation are illustrated in particular in Figure l where we see schematically a chimney C installed in a room P. In the foyer of the chimney is placed a heat puncture element 1 under form for example of copper tube from a series of loops 1a, or a hollow decorative plate in which passes the copper tube circuit. This puncture element is connected strung either through the jamb or through the base of the chimney, also with copper tubes 2 and 3, arranged way to form a partl ~ ermosiphon oil circuit or by cir-electric culateur if the circuit is long.
On the circuit of tube 2 is interposed ~ to the part upper part of the circuit, a 4-way regulator or expansion vessel simultaneously filling and purging the circuit by a bleed valve 5 which, when filled, directs the oil with a single side of the circuit and allows air to exit from the opposite side.
~ 40 Tube 2 then descends to an air intake duct fees 6 for pen ~ t ~ er in a box 7 connected 3 the gain 6 and having opposite an air outlet 8 in the room 3 heat. The box 7 receives the tube 2, which is connected to the tube 3 after formation of one or more loops on which the are fixed fins 9 or diffusion surfaces of the heat, to constitute an exchanger.
According to a particular embodiment, although non-limiting shown in Figures 3 and 4, the exchanger is cons-with a sheath formed by two half-shells 10 and 11 with, at the ends of fittings 12 and 13 for the inlet ducts and air outlet and, along their entire length, a spiral 14 formed in a metal strip integral with the shells and leaving in the axial part a space for the passage of tuve loops 2 and 3 with their fins 9. D, fresh air troduit follows the spiral by turning around the element of heat before going out in room 3 heat.
If there is no planned ventilation, provision is made a fan or fan 15 3 one or two speeds - overflow (figure 2) which distributes the heat 3 - several pieces ~ by sheaths according to the criterion generally allowed from one volume per hour.
Note that the exchanger is placed in the basement for reasons for ease of installation of hot air distribution in the rooms, but / it can be placed in the attic or high parts where it has a better yield. On the other hand, the exchanger is always fixed in a slight inclination for the evacuation of any condensation liquids by a trap 16 fixed in the lower part of the exchanger.
~ n can still use the excess heat released the hearth of the chimney to heat a tank of liquid, for example a water heater (Figure 5). For that we have 1 ~ 4 ~
the exchanger 17 made ~ in any form, in the re-servoir, in this case the 18 electric or gas water heater, which allows avour in addition to traditional heating, free hot water.
If the tank is connected to central heating, you can also preheat the water in the water circuit by placing downstream of the tank a thermostatic valve 19 avoiding the exchange otherwise when the chimney is 3 off.
Fireplaces are subject to the rules and physical laws of equilibrium. This balance is not always realize-é and we see many path ~ es smoke or function-anomaly due to lack of air. To repair these fireplaces, they must be equipped with a thermo-convener, which requires significant work.
With the oil distribution circuit heated by the fireplace, we very easily improve the operation of the mined by placing a waterproof balance convector 20 on a wall of the room where the chimney is (Figures 6 and 7) and I place in this convector, the heat exchanger 29 connected to the oil circuit heated by the fireplace.
At the bottom of the convector a suction cup 22 opens directly to the outside air and a deflector 23 pro-- jet of fresh air on the exchanger, while a flap 24 can form the air intake when the chimney is stopped.
In the upper part, the convector is equipped with _ adjustable flectors to distribute the hot air in the room.
The operation of the installation is as follows.
When the chimney is working, the depression created in the room acts on the suction cup. Fresh air is then projected onto the sample guer e ~ escapes from the top to restore the balance of press-sion in the room and allow proper functioning of the chemi-born. As the heat taken from the fireplace is transmitted to the air ~ 9 ~ o sucked by the suction cup, the higher the fire, the higher the heat is important, and the faster the print is lume. A regularization then takes place between the focus and the i convector and we have for a powerful draft a heating then-being transmitted at a large volume, while for a fire at slowed down we have a reduced draft and heating and a circulation reduced suction cup.
We can further improve performance by equipping the vented with a swing shutter (not shown) which gives a some inertia when starting the chimney, the time that the depression reaches an admissible value without harming the other heating systems.
The advantages emerge from the description, in particular we underline:
- The numerous possibilities of using free heating for an economical installation.
- Improved functioning of chimneys by convection balance.
- The good distribution of heat in all rooms -of a house.
- The good performance of the exchanger with its circulation spiral of air.
- Air or liquid heating with the same elements of based.
The invention is in no way limited to that of its modes of application no more than those of embodiments of its various parts having been more specially indicated;
on the contrary, it embraces all variants.
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