Procédé de chauffage de locaux et groupe aérochauffeur pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention a pour objet un procédé de chauffage de locaux à l'aide d'un groupe ventilateur-turbine-échangeur de chaleur, ca ractérisé en ce qu'on détend de la vapeur sous pression dans une turbine à faible rende ment thermodynamique, en ce que la chaleur contenue dans la vapeur détendue est trans mise à de l'air mis en mouvement par un ventilateur, au moyen d'un échangeur de cha leur dont la sortie est en communication avec l'atmosphère et en ce qu'on règle la puissance calorifique du groupe:
en faisant varier la pression de la vapeur alimentant. la turbine.
Ce procédé a pour but de permettre de supprimer la nécessité de la dépense de va peur vive additionnelle ou de l'intervention d'un réducteur de vitesse qui doivent être habituellement prévus. Ledit procédé permet cependant d'obtenir que la vapeur détendre dans la turbine soit fournie à l'échangeur de chaleur en quantité suffisante pour produire l'effet thermique désiré.
L'invention a aussi pour objet un groupe aérochauffeur pour la mise en oeuvre dudit procédé, ce groupe comprenant un ventilateur calé sur l'arbre d'une turbine à,faible rende ment thermodynamique et un échangeur de chaleur relié à l'échappement de la turbine, échangeur dont la sortie est en communica tion avec l'atmosphère.
Par turbine à faible rendement, on entend ici une turbine qui, pour les puissances envisagées (1 à 5 CV), a un rendement thermodynamique inférieur à 10 /o par exemple, ce qui permet de faire pas ser à. travers la turbine toute la quantité de vapeur nécessaire à l'échangeur et de ne rete nir de l'énergie de cette quantité de vapeur que la petite fraction nécessaire pour action ner le ventilateur.
Il est ainsi possible de détendre la vapeur à la sortie de l'échangeur jusqu'à la pression atmosphérique et de refroidir l'eau de conden sation à une température notablement, infé rieure à 100 C, ce qui assure l'utilisation au maximum de la chaleur contenue dans la va peur, les pertes par évaporation des eaux de condensation étant pratiquement nulles.
Dans ces conditions l'échappement de l'échangeur de chaleur peut être mis en com munication avec l'atmosphère et l'on peut supprimer le purgeur habituellement placé à la sortie des échangeurs à vapeur, ce qui éli mine les inconvénients bien connus auxquels donnent lien ces appareils. On peut aisément disposer les éléments du groupe aérochauf- feur de manière à assurer l'écoulement na turel et complet des eaux de condensation afin qu'à l'arrêt le groupe turbine-tuyauterie- échangeur se vide complètement,
tout risque de dommage par la gelée étant ainsi évité.
Le groupe aérochauffeur objet de l'inven tion permet de faire varier la quantité de chaleur émise, dans de larges limites, par simple variation de la pression de la vapeur alimentant la turbine, alors que générale ment la puissance calorifique des appareils de chauffage à vapeur sous pression ne varie que faiblement. avec la pression de la vapeur.
On dispose ainsi d'un moyen de régler exactement la température des locaux à chauf fer et de la maintenir constante, quelles que soient les variations de la température exté- rieure, moyen comparable dans sa simplicité à celui qui consiste, pour obtenir le même résultat, à faire varier la température de l'eau à la chaudière dans les installations de chauffage à eau chaude.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, une forure d'exécution du dispo sitif objet de l'invention.
Fig. 1 et ? représentent des diagrammes explicatifs.
Fig. 3 est. une vue schématique en coupe d'une turbine et de sa tuyère d'injection. Fig. 4 est une vue en élévation du groupe aérochauffeur.
Fig. 5 montre un ensemble composé de plusieurs groupes identiques à. celui de la fig. 4, avec dispositif de réglage central.
Le maintien d'une température constante dans les locaux occupés est, comme on le sait, la condition essentielle d'une exploitation éco nomique et du bien-être des occupants.
En hiver, surtout par temps clair et froid, la température extérieure oscille entre un mi nimum nocturne et. un maximum diurne, comme représenté à la courbe ex du diagramme ci-joint (fig. 1) dans lequel le temps est porté en abscisses (en heures) et les autres variables (température-pressions) en ordonnées.
S'il s'agit de chauffer un atelier par exemple, dans lequel le travail commence à. 7 heures, le chauffage sera mis en marche à la pleine puissance des appareils de façon que la température désirée dans l'atelier (15 par exemple) soit atteinte à 7 heures dans le temps le plus court possible. A partir de ce moment la température intérieure sera, main tenue aussi près que possible de 15 (courbe b) malgré le réchauffement. progressif de la température extérieure jusqu'au milieu de l'après-midi, qui est généralement suivi d'un refroidissement atteignant son maximum aux premières heures du matin.
A la mise en marche du chauffage, les ap pareils de chauffage recevront la vapeur à la pression maximum admise (par exemple 5 kg/cm2) et ce jusqu'à ce que la. température de régime soit atteinte (courbe c). A partir de ce moment. la pression sera. réduite par pa liers successifs jusqu'à ?,5 lig/em2 par exem ple; vers 15 h., puis à nouveau relevée pen dant les deux dernières heures de travail.
Dans le groupe représenté à la fig. 3, l- est la roue mobile dont l'aubage tourne dans le corps de la turbine 4 dans lequel est disposé le redresseur 3. La roue mobile entraîne Lin ventilateur 9 (fig. 4), de préférence calé sur l'arbre de la turbine.
La, tuyère 5 avec son convergent 6, son col 7 et son divergent 8 est disposée sur la périphérie de la roue de façon que les angles d'entrée de l'aube et d'inclinaison de la tuyère sur les aubes ne soient pas respectés, afin de créer une perte sensible d'énergie in terne. Pour produire la puissance nécessaire à. l'entraînement du ventilateur, il faut par conséquent. admettre dans la turbine une quantité de vapeur de beaucoup supérieure à celle qui serait nécessaire avec une turbine à haut rendement.. Il n'y aura donc qu'une faible fraction seulement de l'énergie interne disponible qui se transformera en travail, le restant ayant pour effet de relever sensible ment le titre de la. vapeur d'échappement.
La tuyère 5 peut être facilement retirée de son logement et remplacée par une autre lorsqu'on désire modifier la pression maxi mum de fonctionnement de la turbine.
Dans la fig. 4, 11 et 1? représentent les deux rideaux de tubes ailettes constituant l'échangeur qui sont traversés par le flux d'air froid. Ils sont. avantageusement com posés de tubes en cuivre sertis d'ailettes en aluminium. Chaque rideau comporte deux col lecteurs supérieurs 13 et 14 et deux collec teurs inférieurs 15 et. 16. Les deux collecteurs 1.3 et 14 s'insèrent, dans la. boîte 17 d'arrivée de vapeur de la turbine alimentée par la con duite 10. Les deux collecteurs inférieurs sont réunis (les deux côtés par des boîtes ou coudes de jonction 18 dont l'un au moins est mis en communication avec la tuyauterie d'écoule ment 13 des eaux de condensation.
Cette tuyauterie est mise en communication avec l'atmosphère par un ou plusieurs évents largement dimensionnés. Dans un groupe ainsi constitué, on a fait la constatation que si la pression maximum (le la vapeur d'admission, pour laquelle la turbine a été établie, est réduite progressive ment, la vitesse de rotation de la turbine di minue également; inversement, si la pression est relevée, la, vitesse de rotation s'accroît à nouveau. Elle suit donc immédiatement toute variation de la pression; il en est de même du débit. d'air du ventilateur qui lui est propor tionnel et de la capacité de condensation de l'échangeur, c'est-à-dire de la quantité de chaleur dégagée par le groupe.
Ces varia tions de la vitesse de rotation, du débit d'air du ventilateur et de la. puissance calorifique (l'un tel groupe en fonction de la pression de la vapeur sont représentées respectivement par les courbes<I>d, e, f</I> du diagramme (fig. 2) établi en portant les pressions de la vapeur en abscisses; les autres variables (vitesse de rota tion, débit de l'air, calories dégagées) étant portées en ordonnées en pourcent de leur va leur maximum.
Dans le graphique fig. 2, la pression ma ximum de fonctionnement a été prise. à titre exemplatif égale à. 5<B>kg</B> par cm2, mais le groupe peut parfaitement fonctionner avec des pressions maxima plus élevées ou plus basses; il suffit de modifier la tuyère d'injection de la vapeur, ce qui se fait très facilement ainsi qu'il ressort de la description du groupe donné ci-devant.
Il est à remarquer que, par suite de la proportionnalité à peu près constante du dé bit d'air et de la capacité calorifique, la tem pérature de l'air à la sortie du groupe reste sensiblement constante, circonstance favo rable qui ne se rencontre pas dans les autres appareils analogues. Dans l'installation représentée à la fig. 5, 20 désigne la chaudière, 21 le détendeur et 4 les turbines qui sont branchées en parallèle sur la tuyauterie 22 alimentée par le déten deur et débitent dans les aérochauffeurs 1-l, qui par les conduites de sortie 19 et la tuyauterie 23 évacuent les eaux de condensa tion vers la bâche 24 d'où elles sont repom- pées dans la chaudière.
La tuyauterie 23 est munie d'un évent 25 débouchant à l'air libre. Le réglage de l'ensemble des groupes s'ef fectue par la manoeuvre (manuelle ou auto matique) du détendeur 21 placé dans la chaufferie au début de la tuyauterie de va peur alimentant les groupes.