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REVENDICATIONS
1. Installation de distribution de chaleur à partir d'une cheminée, caractérisée en ce qu'elle est constituée par un circuit d'huile en tubes de cuivre comportant un élément de ponction de chaleur dans le foyer de la cheminée, raccordé à un vase d'expansion et à un échangeur thermique, pour transmettre la chaleur soit à un circuit d'air pour chauffer une ou plusieurs piéces, soit à un circuit de liquide de chauffage central ou de production d'eau chaude.
2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de ponction de chaleur dans le foyer de la cheminée est constitué par une partie du circuit d'huile en tube de cuivre formant une série de boucles.
3. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de ponction de chaleur dans le foyer de la cheminée est constitué par une plaque décorative creuse dans laquelle passe le circuit d'huile.
4. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le vase d'expansion, situé dans la partie haute du circuit d'huile, est équipé d'un orifice de remplissage et d'une vanne-purgeur qui, au remplissage, oriente l'huile d'un seul côté du circuit et permet la sortie d'air du côté opposé.
5. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'échangeur thermique est constitué par un caisson formé de deux demi-coquilles assemblées sur les parois desquelles est fixée une spirale formée d'une bande métallique, délimitant dans la partie axiale un espace où passe le circuit d'huile en tubes de cuivre qui forme, dans cette zone, une ou plusieurs boucles munies d'ailettes de diffusion de la chaleur, les extrémités du caisson étant raccordées par des embouts creux à des gaines d'arrivée d'air frais et de sortie d'air chauffé.
6. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'échangeur thermique comporte un caisson établi dans un circuit d'air à chauffer, dans lequel sont disposées des boucles du circuit d'huile, ce caisson comprenant à sa partie basse un purgeur pour l'évacuation d'éventuelles condensations.
7. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'échangeur thermique est établi dans un circuit d'air à chauffer comprenant une turbine à air avec prise d'air frais, placée en amont de l'échangeur, et un réseau de gaines de distribution d'air chaud installé en aval de l'échangeur.
8. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'échangeur thermique comporte une partie du circuit d'huile logée dans un réservoir de liquide à chauffer.
9. Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que le circuit d'huile comporte une vanne thermostatique destinée à éviter l'échange contraire de chaleur lorsque la cheminée ne fonctionne pas.
10. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'échangeur thermique est placé dans un convecteur étanche, situé dans la même piéce que la cheminée, destiné à rétablir l'équilibre de pression dans la pièce par projection d'air chaud à la partie haute du convecteur équipé de déflecteurs réglables.
11. Installation suivant la revendication 10, caractérisée en ce que le convecteur présente une ventouse d'aspiration ouvrant directement à l'air libre extérieur en partie basse, avec déflecteur d'air sur l'échangeur et volet de fermeture pour isolation lorsque la cheminée ne fonctionne pas.
12. Installation suivant la revendication 11, caractérisée en ce que la ventouse d'aspiration est équipée d'un volet à balancier dont l'inertie est calculée pour provoquer l'ouverture après un temps de mise en route de la cheminée.
13. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit d'huile est défini pour assurer la circulation par thermosiphon.
L'invention concerne une installation de distribution de chaleur à partir d'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 habitations.
Certaines cheminées très équilibrées ont une très bonne production de chaleur. Cependant, il est toujours assez difficile de répartir cette chaleur dans toutes les pièces d'un appartement. Seules les pièces contiguës ou situées dans une bonne direction par rapport à la cheminée sont chauffées convenablement. La chaleur dégagée par ces cheminées n'est donc pas employée rationnellement.
Suivant l'invention, on a voulu utiliser cet excédent de chaleur à disposition dans la pièce où se trouve la cheminée, plus précisément dans le foyer, pour chauffer d'autres pièces ou pour chauffer un réservoir de liquide.
Ce but est atteint par l'installation selon l'invention décrite à la revendication 1.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, des formes d'exécution de l'invention.
La fig. 1 est une vue schématique illustrant une première forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue partielle d'une variante.
La fig. 3 est une vue en perspective montrant séparément des éléments d'un échangeur thermique de l'installation.
La fig. 4 est une coupe transversale de cet échangeur.
Les fig. 5 et 6 sont des vues schématiques illustrant deux autres formes d'exécution.
La fig. 7 est une coupe suivant la ligne 7-7 de la fig. 6.
Dans l'installation selon l'invention représentée à la fig. 1, une cheminée C est installée dans une pièce P, et dans le foyer de la cheminée est placé un élément de ponction de chaleur 1 constitué par un tube en cuivre formant une série de boucles la. Dans une variante, cet élément de ponction peut également être constitué par une plaque décorative creuse dans laquelle passe le circuit de tube en cuivre. L'élément de ponction est raccordé soit à travers le jambage, soit à travers le socle de la cheminée, à des tubes 2 et 3 en cuivre également, disposés de manière à former un circuit d'huile par thermosiphon, ou par circulateur électrique si le circuit est long.
Sur le circuit du tube 2 est interposé, à la partie supérieure du circuit, un vase d'expansion (ou détendeur) 4 favorisant à la fois le remplissage et la purge du circuit par une vanne-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. Le tube 2 descend ensuite au niveau d'une gaine d'arrivée d'air frais 6 pour pénétrer dans un caisson 7 raccordé à la gaine 6 et présentant à l'opposé une sortie d'air 8 dans la pièce à chauffer. Le caisson 7 reçoit le tube 2, qui est raccordé au tube 3 après formation d'une ou de plusieurs boucles sur lesquelles sont fixées des ailettes 9, ou surfaces de diffusion de la chaleur, pour constituer un échangeur.
Selon une forme de réalisation particulière montrée aux fig. 3 et 4, I'échangeur est constitué d'une gaine (ou caisson cylindrique) 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 longueur, une spirale 14 formée dans une bande métallique solidaire des coquilles et laissant dans la partie axiale un espace pour le passage des boucles de tube 2 et 3 avec leurs ailettes 9. L'air frais introduit suit la spirale en tournant autour de l'élément de chauffe avant de sortir dans la pièce à chauffer.
S'il n'y a pas de ventilation prévue, on prévoit une turbine de pulsion (ou ventilateur) 15 à une ou deux vitesses de passage (fig. 2), ce qui permet de distribuer la chaleur à plusieurs pièces par des gaines selon le critère généralement admis de un volume par heure.
L'échangeur est placé en sous-sol pour des raisons de facilités d'installation de la distribution d'air chaud dans les pièces; il pourrait aussi être placé dans les combles ou parties hautes où il aurait un meilleur rendement. L'échangeur comporte un purgeur 16 établi à la partie basse de son caisson, pour l'évacuation d'éventuelles condensations.
Dans une variante représentée à la fig. 5, I'excédent de chaleur
dégagé par le foyer est utilisé pour chauffer un réservoir de liquide, par exemple un chauffe-eau. A cette fin, un échangeur 17, réalisé sous une forme quelconque, est disposé dans le réservoir, en l'occurrence un chauffe-eau 18 électrique ou à gaz, ce qui permet d'avoir, en plus du chauffage traditionnel, de l'eau chaude gratuite.
Si le réservoir est relié à un 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 la cheminée est à l'arrêt.
Les foyers de cheminée sont soumis aux règles et aux lois physiques de l'équilibre. Cet équilibre n'est pas toujours réalisé et l'on voit de nombreuses cheminées fumer ou fonctionner d'une manière anormale par manque d'air. Pour réparer ces cheminées, il faut les équiper d'un thermoconvecteur, ce qui nécessite des travaux importants.
Avec le circuit de distribution d'huile chauffée par le foyer, on peut améliorer très facilement le fonctionnement des cheminées en plaçant un convecteur d'équilibre étanche 20 sur un mur de la pièce où se trouve la cheminée (fig. 6 et 7), et en plaçant dans ce convecteur un 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 projette l'air frais sur l'échangeur, tandis qu'un volet 24 peut fermer l'arrivée d'air lorsque la cheminée est à l'arrêt.
Dans la partie haute, le convecteur est équipé de déflecteurs 25 réglables pour répartir l'air chaud dans la pièce.
Lorsque la cheminée fonctionne, la dépression créée dans la pièce agit sur la ventouse. L'air frais est alors projeté sur l'échangeur et s'échappe par le haut pour rétablir l'équilibre de pression dans la pièce et permettre un bon fonctionnement de la cheminée. Comme la chaleur prise dans le foyer est transmise à l'air aspiré par la ventouse, plus le feu est flambant, plus la chaleur transmise est importante, et plus le tirage est rapide en volume. Une régularisation s'opère alors entre le foyer et le convecteur et l'on a pour un tirage puissant un chauffage puissant transmis à un volume important, tandis que pour un feu au ralenti on a un tirage et un chauffage moindres et une circulation ventouse réduite.
On peut encore améliorer le rendement en équipant la ventouse 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 moyens de chauffage.
Les avantages des installations décrites sont notamment:
- Les nombreuses possibilités d'utilisation de chauffage de ré cupçration gratuit par le moyen d'une installation économique.
L'amélioration du fonctionnement des cheminées par le moyen du convecteur d'équilibre.
- La bonne répartition de la chaleur dans toutes les pièces d'une habitation.
- Le bon rendement de l'échangeur décrit avec sa spirale de circulation d'air.
- Le chauffage d'air ou de liquide avec les mêmes éléments de base.
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CLAIMS
1. Installation for distributing heat from a chimney, characterized in that it is constituted by an oil circuit in copper tubes comprising a heat puncturing element in the hearth of the chimney, connected to a vase expansion and a heat exchanger, to transmit heat either to an air circuit to heat one or more rooms, or to a central heating liquid circuit or hot water production.
2. Installation according to claim 1, characterized in that the element of heat puncture in the hearth of the chimney is constituted by a part of the oil circuit in copper tube forming a series of loops.
3. Installation according to claim 1, characterized in that the heat puncturing element in the hearth of the chimney is constituted by a hollow decorative plate through which the oil circuit passes.
4. Installation according to claim 1, characterized in that the expansion tank, located in the upper part of the oil circuit, is equipped with a filling orifice and a drain valve which, when filling, directs the oil on one side of the circuit and allows the air outlet on the opposite side.
5. Installation according to claim 1, characterized in that the heat exchanger consists of a box formed by two half-shells assembled on the walls of which is fixed a spiral formed of a metal strip, delimiting in the axial part a space where the oil circuit in copper tubes passes which forms, in this zone, one or more loops provided with heat diffusion fins, the ends of the box being connected by hollow ends to inlet ducts of fresh air and heated air outlet.
6. Installation according to claim 1, characterized in that the heat exchanger comprises a box established in an air circuit to be heated, in which are arranged loops of the oil circuit, this box comprising at its lower part a trap for the evacuation of possible condensations.
7. Installation according to claim 1, characterized in that the heat exchanger is established in an air circuit to be heated comprising an air turbine with fresh air intake, placed upstream of the exchanger, and a network of hot air distribution ducts installed downstream of the exchanger.
8. Installation according to claim 1, characterized in that the heat exchanger comprises a part of the oil circuit housed in a tank of liquid to be heated.
9. Installation according to claim 8, characterized in that the oil circuit comprises a thermostatic valve intended to avoid the opposite exchange of heat when the chimney is not working.
10. Installation according to claim 1, characterized in that the heat exchanger is placed in a sealed convector, located in the same room as the chimney, intended to restore the pressure balance in the room by projection of hot air at the upper part of the convector fitted with adjustable deflectors.
11. Installation according to claim 10, characterized in that the convector has a suction cup opening directly to the outside air in the lower part, with air deflector on the exchanger and closing flap for insulation when the chimney does not work.
12. Installation according to claim 11, characterized in that the suction cup is equipped with a balance flap whose inertia is calculated to cause the opening after a start-up time of the chimney.
13. Installation according to claim 1, characterized in that the oil circuit is defined to ensure circulation by thermosiphon.
The invention relates to an installation for distributing heat from a chimney.
The object of the invention relates to the technical sector of heating in general, and in particular the heating of air or water in dwellings.
Some very balanced chimneys have very good heat production. However, it is still quite difficult to distribute this heat in all the rooms of an apartment. Only rooms adjoining or located in a good direction relative to the chimney are adequately heated. The heat given off by these chimneys is therefore not used rationally.
According to the invention, we wanted to use this excess heat available in the room where the chimney is located, more precisely in the fireplace, to heat other rooms or to heat a tank of liquid.
This object is achieved by the installation according to the invention described in claim 1.
The accompanying drawing shows, by way of example, embodiments of the invention.
Fig. 1 is a schematic view illustrating a first embodiment.
Fig. 2 is a partial view of a variant.
Fig. 3 is a perspective view showing elements of a heat exchanger of the installation separately.
Fig. 4 is a cross section of this exchanger.
Figs. 5 and 6 are schematic views illustrating two other embodiments.
Fig. 7 is a section along line 7-7 of FIG. 6.
In the installation according to the invention shown in FIG. 1, a chimney C is installed in a room P, and in the hearth of the chimney is placed a heat puncture element 1 constituted by a copper tube forming a series of loops la. In a variant, this puncture element can also consist of a hollow decorative plate through which the copper tube circuit passes. The puncture element is connected either through the leg, or through the base of the chimney, to copper tubes 2 and 3 also, arranged so as to form an oil circuit by thermosiphon, or by electric circulator if the circuit is long.
On the circuit of the tube 2 is interposed, at the upper part of the circuit, an expansion tank (or regulator) 4 promoting both the filling and the purging of the circuit by a bleed valve 5 which, when filling, directs the oil on one side of the circuit and allows air to exit from the opposite side. The tube 2 then descends to a fresh air intake duct 6 to enter a box 7 connected to the duct 6 and, on the other hand, has an air outlet 8 in the room to be heated. The box 7 receives the tube 2, which is connected to the tube 3 after the formation of one or more loops on which are fixed the fins 9, or heat diffusion surfaces, to constitute an exchanger.
According to a particular embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the exchanger consists of a sheath (or cylindrical box) formed of two half-shells 10 and 11 with, at the ends of the fittings 12 and 13 for the air inlet and outlet ducts and on 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 the tube loops 2 and 3 with their fins 9. The fresh air introduced follows the spiral by turning around the heating element before leaving the room to be heated.
If there is no ventilation provided, a fan impeller (or fan) 15 is provided with one or two passage speeds (fig. 2), which makes it possible to distribute the heat to several rooms by ducts according to the generally accepted criterion of a volume per hour.
The exchanger is placed in the basement for reasons of ease of installation of the hot air distribution in the rooms; it could also be placed in the attic or high parts where it would have a better yield. The exchanger comprises a trap 16 established at the lower part of its casing, for the evacuation of possible condensations.
In a variant shown in FIG. 5, excess heat
released by the hearth is used to heat a liquid tank, for example a water heater. To this end, an exchanger 17, produced in any form, is placed in the tank, in this case an electric or gas water heater 18, which makes it possible, in addition to traditional heating, to free hot water.
If the tank is connected to a central heating, it is also possible to preheat the water in the water circuit by placing, downstream of the tank, a thermostatic valve 19 preventing the opposite exchange when the chimney is stopped.
Fireplaces are subject to the rules and physical laws of balance. This balance is not always achieved and many chimneys are seen smoking or operating abnormally due to lack of air. To repair these chimneys, they must be equipped with a thermo-convector, which requires significant work.
With the oil distribution circuit heated by the fireplace, it is very easy to improve the operation of the chimneys by placing a sealed balance convector 20 on a wall of the room where the chimney is located (fig. 6 and 7), and by placing in this convector a heat exchanger 29 connected to the oil circuit heated by the hearth.
At the bottom of the convector, a suction cup 22 opens directly to the outside air and a deflector 23 projects fresh air onto the exchanger, while a flap 24 can shut off the air supply when the chimney is stopped.
In the upper part, the convector is equipped with adjustable deflectors 25 to distribute the hot air in the room.
When the chimney is working, the vacuum created in the room acts on the suction cup. Fresh air is then projected onto the exchanger and escapes from above to restore the pressure balance in the room and allow the chimney to function properly. As the heat taken from the hearth is transmitted to the air sucked in by the suction cup, the more the fire is blazing, the greater the heat transmitted, and the faster the draft in volume. A regularization then takes place between the hearth and the convector and there is for a powerful draft a powerful heating transmitted to a large volume, while for an idle fire there is a less draft and heating and a reduced suction circulation .
The efficiency can be further improved by equipping the suction cup with a balance flap (not shown) which gives a certain inertia to the start-up of the chimney, while the vacuum reaches an admissible value without damaging the other heating means. .
The advantages of the described facilities are in particular:
- The numerous possibilities of using free recovery heating by means of an economical installation.
Improving the functioning of chimneys by means of the balance convector.
- The good distribution of heat in all the rooms of a house.
- The good performance of the exchanger described with its air circulation spiral.
- Air or liquid heating with the same basic elements.