FR2476275A1 - HEATING INSTALLATION, IN PARTICULAR FOR HOUSING BUILDINGS - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LES INSTALLATIONS DE CHAUFFAGE COMPORTANT UNE CHAUDIERE DE CHAUFFAGE 6 POUR CHAUFFER UN FLUIDE CALOPORTEUR, TEL QUE L'EAU, UN BRULEUR 4 FONCTIONNANT AVEC L'AIR AMBIANT ET UNE EVACUATION DES GAZ DE FUMEES 1 DEBOUCHANT A L'AIR LIBRE. LE PROBLEME POSE CONSISTE A FOURNIR UNE TELLE INSTALLATION QUI PERMETTE UNE RECUPERATION D'ENERGIE ET REDUISE LA CORROSION. SUIVANT L'INVENTION, UN PREMIER ECHANGEUR DE CHALEUR 2 EST MONTE DANS L'EVACUATION DES GAZ DE FUMEES 1, L'AIR DE COMBUSTION ASPIRE PAR LE BRULEUR 4 ETANT CONDUIT A TRAVERS CET ECHANGEUR. L'INVENTION EST PRINCIPALEMENT UTILISEE AU CHAUFFAGE DES BATIMENTS D'HABITATION.THE INVENTION CONCERNS HEATING INSTALLATIONS INCLUDING A HEATING BOILER 6 FOR HEATING A HEAT TRANSFER FLUID, SUCH AS WATER, A BURNER 4 OPERATING WITH AMBIENT AIR AND A FUME GAS EVACUATION 1 LEAVING TO FREE AIR. THE PROBLEM IS TO PROVIDE SUCH A PLANT THAT ALLOWS ENERGY RECOVERY AND REDUCES CORROSION. FOLLOWING THE INVENTION, A FIRST HEAT EXCHANGER 2 IS MOUNTED IN THE FUME GAS EXHAUST 1, THE COMBUSTION AIR SUCKED BY BURNER 4 BEING CONDUCTED THROUGH THIS EXCHANGER. THE INVENTION IS MAINLY USED FOR HEATING RESIDENTIAL BUILDINGS.
Description
-1 Installation de chauffage, notamment pour les bâtiments d'habitation.-1 Heating installation, especially for residential buildings.
L'invention a pour objet une instal- The subject of the invention is a plant
lation de chauffage comportant une chaudière de chauffage pour chauffer un fluide caloporteur, de préférence de l'eau, un brûleur fonctionnant avec l'air ambiant et une évacuation des heating element comprising a heating boiler for heating a heat transfer fluid, preferably water, a burner operating with the ambient air and an evacuation of
gaz de fumées débouchant à l'air libre. flue gas venting into the open air.
Les installations de chauffage deThe heating systems of
ce genre, telles que celles qui sont usuelles dans les bâti- such as those that are customary in buildings
ments d'habitation avec combustion de gaz ou de mazout, ont pour inconvénient qu'une partie considérable de l'énergie dwellings with combustion of gas or oil, have the disadvantage that a considerable part of the energy
thermique libérée s'échappe avec les gaz de fumées par la che- released heat escapes with the flue gases through the
minée et est perdue. Un autre inconvénient est que lors du refroidissement dez gaz de fumées dans l'évacuation ou dans mined and is lost. Another disadvantage is that when cooling flue gases in the exhaust or in
la cheminée, il se produit des condensats agressifs, princi- the chimney, aggressive condensates occur, mainly
palement des acides, qui soumettent à une action corrosive extrême tous les éléments de construction disposés dans cette acids, which subject to extreme corrosive action all the elements of
-zone. Il en résulte que même si l'on utilise des aciers forte- -zoned. As a result, even if strong steels are used
ment alliés, ces éléments de construction sont détruits pré- allies, these building elements are destroyed
maturément.prematurely.
L'invention a pour but de perfec-The aim of the invention is to improve
tionner une installation de chauffage du type indiqué dans le préambule, notamment dans le domaine de l'évacuation des gaz de fumées, de manière à permettre une récupération d'énergie a heating system of the type indicated in the preamble, in particular in the field of the evacuation of flue gases, so as to allow energy recovery
à partir des gaz de fumées et à réduire ou exclure complète- from the flue gases and to reduce or completely exclude
ment les dégâts de corrosion habituels. the usual corrosion damage.
L'invention concerne à cet effet une installation du type ci-dessus, caractérisée en ce qu'un premier échangeur de chaleur est monté dans l'évacuation des gaz de fumées, l'air de combustion aspiré par le brûleur étant To this end, the invention relates to an installation of the above type, characterized in that a first heat exchanger is mounted in the discharge of the flue gases, the combustion air sucked by the burner being
conduit à travers cet échangeur.driven through this exchanger.
Une installation de chauffage agen-An installation of heating
cée conformément c. l'invention atteint le but fixé en ce qu'on peut, à l'aide de l'échangeur de chaleur, extraire des quantités de chaleur considérables des gaz de fumées et les transmettre à l'air de combustion. Il en résulte que l'air - 2- de combustion peut être envoyé à l'opération de combustion en étant préchauffé, le rendement global de l'installation de according to c. the invention achieves the goal that the heat exchanger can extract considerable quantities of heat from the flue gases and transmit them to the combustion air. As a result, the combustion air can be sent to the combustion operation by being preheated, the overall efficiency of the combustion plant being
chauffage pouvant en conséquence être considérablement aug- heating can therefore be considerably increased
menté.-Simultanément, l'échangeur de chaleur agit comme un condenseur pour les composants agressifs des gaz de fumées, de telle sorte que ces composants apparaissent dans une large mesure à l'intérieur de l'échangeur de chaleur et que le flux At the same time, the heat exchanger acts as a condenser for the aggressive components of the flue gases, so that these components appear to a large extent inside the heat exchanger and the flow
de gaz de fumées sortant de la cheminée est épuré et ne-pré- flue gas coming out of the chimney is uncluttered and
sente plus guère d'agressivité. En raison de la localisation Feels less aggression. Because of the location
des composants agressifs du flux de gaz de fumées dans le do- aggressive components of the flue gas flow in the
maine relativement restreint d'un échangeur de chaleur, on peut mettre en oeuvre dans ce domaine des matériaux de grande valeur résistants à la corrosion sans augmenter trop par là relatively small size of a heat exchanger, high-value corrosion-resistant materials can be used in this field without increasing too much
le prix de l'ensemble de l'installation. the price of the entire installation.
-. De tels matériaux, auxquels on doit faire appel, notamment pour les surfaces du premier échangeur -. Such materials, which must be used, especially for the surfaces of the first heat exchanger
de chaleur en contact avec les gaz de fumées, sont des ma- of heat in contact with the flue gases, are
tières céramiques compactes ou à pores fermés ou du verre, la porcelaine vitrifiée ou-une matière céramique vitrifiée à compact ceramic or closed-pore ceramics or glass, vitreous china, or vitrified ceramic
base de A1203, SiC ou Si3N4 convenant de préférence. base of Al 2 O 3, SiC or Si 3 N 4 is preferably suitable.
Par la concentration localisée des composants corrosifs des gaz de fumées, il est aussi plus Due to the localized concentration of the corrosive components of the flue gases, it is also more
facilement possible d'éliminer ces composants du circuit. easily possible to eliminate these components of the circuit.
Cela peut être effectué de préférence en munissant le premier This can be done preferably by providing the first
échangeur de chaleur d'un dispositif collecteur de condensats. heat exchanger of a condensate collecting device.
Il est alors avantageux que cet échangeur de chaleur soit mon- It is then advantageous for this heat exchanger to be
té dans l'évacuation de gaz de fumées de façon aisément inter- in the flue gas exhaust easily
changeable, de préférence par rabattement ou translation. On peut ainsi effectuer le nettoyage dans le cadre des travaux changeable, preferably by folding or translation. It is thus possible to carry out the cleaning as part of the work
d'entretien.maintenance.
Un mode de réalisation de l'inven-One embodiment of the invention
tion est caractérisé en ce qu'un second échangeur de chaleur est monté dans la conduite d'aspiration d'air de combustion characterized in that a second heat exchanger is mounted in the combustion air suction pipe
entre le premier échangeur de chaleur et le brûleur, ce se- between the first heat exchanger and the burner, this
cond Échangeur étant traversé par le fluide caloporteur s'écoulant en retour avant son entrée dans la chaudière de cond Exchanger being traversed by the coolant flowing back before entering the boiler of
chauffage. Dans le cas o la température de retour de l'ins- heating. In the case where the return temperature of the
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tallation de chauffage est basse, on peut avec cette réalisa- heating is low, it is possible with this
tion obtenir une nouvelle amélioration du rendement. Contrai- to achieve a further improvement in performance. Contrary
rement à ce qui a lieu avec le premier échangeur de chaleur, what happens with the first heat exchanger,
aucun problème de corrosion ne se pose avec ce second échan- no problem of corrosion arises with this second exchange.
geur. En effet, cet échangeur de chaleur n'est parcouru que par le fluide caloporteur, d'une part, et l'air frais,d'autre part, de telle sorte que cet échangeur de chaleur est réalisé de préférence en acier, ce qui est également avantageux au geur. Indeed, this heat exchanger is traversed only by the heat transfer fluid, on the one hand, and the fresh air, on the other hand, so that this heat exchanger is preferably made of steel, which is also advantageous
point de vue de la sensibilité aux chocs thermiques. point of view of sensitivity to thermal shocks.
Enfin, il est proposé suivant un autre mode de réalisation de monter un ventilateur dans la conduite d'aspiration d'air de combustion, ce qui peut être Finally, it is proposed according to another embodiment to mount a fan in the combustion air suction pipe, which can be
avantageux, compte tenu des pertes de charge qui se produi- advantageous, given the pressure losses that occur
sent dans le premier échangeur de chaleur et, le cas échéant dans le second, pour obtenir un débit d'air de combustion suffisant. L'invention sera mieux comprise en in the first heat exchanger and, if necessary in the second, to obtain a sufficient combustion air flow. The invention will be better understood in
regard de la description ci-après et des dessins annexés re- the description below and the attached drawings
présentant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - La Fig. 1 est une vue schématique d'un exemple de réalisation de base de l'installation de presenting exemplary embodiments of the invention, drawings in which - FIG. 1 is a schematic view of a basic embodiment of the installation of
chauffage conforme à l'invention.heating according to the invention.
- La Fig. 2 représente une instal-FIG. 2 represents a plant
lation de chauffage correspondant à la Fig. 1, avec cependant heating section corresponding to FIG. 1, with however
un échangeur de chaleur supplémentaire. an additional heat exchanger.
Sur la Fig. 1, on a désigné par 6 une chaudière de chauffage usuelle du type utilisé pour les installations de chauffage domestiques. Cette chaudière de chauffage 6 est de préférence parcourue par de l'eau en tant que fluide caloporteur, une conduite d'aller étant désignée par 62 et une conduite de retour par 61. Sur la chaudière de chauffage 6 est disposé un brûleur 4 dont l'alimentation en combustible tel que gaz ou mazout n'est pas représentée de façon particulière. L'air de combustion nécessaire est amené In FIG. 1, 6 is designated a conventional heating boiler of the type used for domestic heating systems. This heating boiler 6 is preferably traversed by water as heat transfer fluid, a forward pipe being designated 62 and a return pipe 61. On the heating boiler 6 is arranged a burner 4 whose fuel supply such as gas or fuel oil is not shown in a particular way. The necessary combustion air is brought
au brûleur 4 par une conduite d'aspiration d'air de combus- to the burner 4 by a combustion air suction pipe
tion 21. Les gaz de fumées provenant de la chaudière de 21. The flue gases from the boiler of
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chauffage 6 s'écoulent à l'air libre en passant 'par une éva- 6 are flowing in the open air, passing through an
cuation de gaz de fumées 1. Un premier échangeur de chaleur 2 est monté dans l'évacuation de gaz de fumées 1, les surfaces flue gas extraction 1. A first heat exchanger 2 is mounted in the flue gas outlet 1, the surfaces
de cet échangeur en contact avec les gaz de fumées étant pré- of this exchanger in contact with the flue gases being pre-
vues en verre ou en matière céramique. La conduite d'aspira- tion d'air de combustion 21 passe par ce premier échangeur de views of glass or ceramic material. The combustion air suction pipe 21 passes through this first heat exchanger.
chaleur 2.heat 2.
Dans l'exemple de réalisation repré- In the exemplary embodiment
senté, un ventilateur 5 est encore disposé devant l'échangeur de chaleur 2 dans la conduite d'aspiration d'air de combustion 21 pour soutenir le transport de l'air frais au brûleur 4. Le premier échangeur de chaleur 2 est aisément interchangeable, en étant de préférence monté avec possibilité d'extraction dans l'évacuation de gaz de fumées 1. Cet échangeur comporte une cuvette 7 dans laquelle peut s'accumuler le condensat séparé des gaz-de fumées, ce condensat pouvant être évacué 5 a fan 5 is still disposed in front of the heat exchanger 2 in the combustion air suction pipe 21 to support the transport of the fresh air to the burner 4. The first heat exchanger 2 is easily interchangeable, by being preferably mounted with the possibility of extraction in the flue gas discharge 1. This exchanger comprises a bowl 7 in which the condensate separated from the flue gas can accumulate, this condensate being able to be evacuated
par une conduite de purge de condensat 17. by a condensate drain line 17.
Toutes les parties essentielles de l'installation de chauffage suivant la Fig. 2 correspondent All essential parts of the heating system according to FIG. 2 matches
à celles de l'installation suivant la Fig. 1 et les mêmes élé- to those of the installation according to FIG. 1 and the same
ments y sont affectés des mêmes références. Cependant, par différence avec l'installation de chauffage suivant la Fig. 1, un second échangeur de chaleur 3 est encore disposé dans la conduite d'aspiration d'air de combustion 21 entre le premier échangeur de chaleur 2 et le brûleur 4. Ce second échangeur They are assigned the same references. However, in contrast with the heating system according to FIG. 1, a second heat exchanger 3 is still disposed in the combustion air suction pipe 21 between the first heat exchanger 2 and the burner 4. This second exchanger
de chaleur 3 est traversé, d'une part, par l'air de combus- heat 3 is passed through, on the one hand, by combustion air
tion réchauffé dans le premier échangeur de chaleur 2 et, d'autre part, par le fluide caloporteur s'écoulant en retour heated in the first heat exchanger 2 and, on the other hand, by the heat transfer fluid flowing back
du fait que la conduite de retour 61 traverse ce second échan- because the return duct 61 passes through this second exchange
geur de chaleur 3 avant son entrée dans la chaudière de chauf- heat 3 before entering the heating boiler.
fage 6.fage 6.
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