FR2506911A3 - Heat recuperator for hot water boiler - has flue gas preheating water and ducted air inlet supply - Google Patents
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Abstract
Description
La presente invention se rapporte à un récupérateur de chaleur pour chaudière productrice d'eau chaude et, plus particulièrement, pour chaudière productrice d'eau chaude destinée au chauffage de pièces d'habitation. The present invention relates to a heat recovery unit for a boiler producing hot water and, more particularly, for a boiler producing hot water intended for heating residential rooms.
L'invention vise essentiellement à augmenter le rendement d'une chaudière de ce genre, en récupérant la chaleur importante des gaz chauds qui s'échappent du foyer de la chaudière en direction de la cheminé2 , ceci grâce à un ensemble qui s'adapte à la sortie de la chaudière sur le conduit d'évacuation des fumes, et qui permet en outre d'ameliorer les conditions de fonctionnement de la chaudière elle-même, et en particulier du brûleur. The invention essentially aims to increase the efficiency of a boiler of this kind, by recovering the significant heat from the hot gases which escape from the hearth of the boiler in the direction of the chimney, this thanks to an assembly which adapts to the outlet of the boiler on the smoke evacuation pipe, and which also makes it possible to improve the operating conditions of the boiler itself, and in particular of the burner.
Dans ce but,-l'invention a essentiellement pour objet un récupérateur de chaleur pour chaudière productrice d'eau chaude qui comporte, sur le conduit d'entrée ou de retour de l'eau à la chaudière, un échangeur de chaleur disposé sur le passage des gaz chauds à leur sortie de la chaudière, pour réaliser un préchauffage ou un réchauffage de l'eau avant son entrée dans la chaudière.La chaleur des gaz brûlés peut être ainsi mise à profit pour réchauffer l'eau de retour de radiateurs de chauffage central, ce qui permet d'obtenir une température plus élevée de l'eau chaude à sa sortie de la chaudière, toutes choses restant éga- les par ailleurs, ou de réduire la consommation de la chau dière en combustible pour une même température de l'eau à sa sortie. For this purpose, the invention essentially relates to a heat recovery unit for a boiler producing hot water which comprises, on the inlet or return pipe from the water to the boiler, a heat exchanger disposed on the passage of hot gases at their outlet from the boiler, to preheat or reheat the water before entering the boiler. The heat of the burnt gases can thus be used to heat the return water from radiators of central heating, which makes it possible to obtain a higher temperature of the hot water leaving the boiler, all other things remaining equal, or to reduce the consumption of the boiler in fuel for the same temperature water when it comes out.
De préférence, le récupérateur de chaleur objet de l'invention comprend encore, toujours sur le passage des gaz chauds sortant de la chaudière, et en aval du réchauf- feur d'eau précédemment évoqué, au moins un condenseur ventilé par un générateur d'air pulsé, l'air pulsé réchauf- fé ôtant distribué par des tubulures ou gaines vers au moins une pièce ou un local déjà chauffé directement par l'eau chaude que produit la chaudière et/ou vers au moins un lieu distinct de la pièce ou du local précité. Preferably, the heat recovery unit which is the subject of the invention also comprises, still on the passage of hot gases leaving the boiler, and downstream of the water heater previously mentioned, at least one condenser ventilated by a generator. forced air, heated heated air removed by pipes or ducts to at least one room or a room already heated directly by the hot water produced by the boiler and / or to at least one place separate from the room or of the aforementioned room.
Cette combinaison d'un rôohauffeur d'eau de retour, et d'un système de production, de chauffage et de distribution d'air pulsé, conduit à une récupération et à une utilisation optimales de la chaleur des gaz de combustion, avant leur échappement à I'extérieur. En particulier, le générateur d'air pulsé peut puiser l'air ambiant dans une pièce d'habitation chauffée par les radiateurs à eau chaude, et l'air pulsé réchauffé peut être recyclé dans la même pièce.On disposera ainsi d'un système de chauffage combiné, permettant de maintenir une température de 20 e C par exemple dans des locaux de surface ou de volume donné, tout en réduisant la puissance et la consommation en combustible de la chaudière. Bien entendu, l'air pulsé réchauf- fé peut aussi être dirigé vers des locaux, bâtiments ou autres lieux distincts de la pièce d'habitation déjà chauffée par les radiateurs, si la température dans ladite pièce est suffisante sans l'apport des calories supplémentaires véhiculées par cet air pulsé. Un simple volet mobile permet de diriger l'air pulsé réchauffé soit vers la pièce d'habitation considérée, soit vers les autres endroits où la chaleur produite est utilisable. This combination of a return water heater, and a system for producing, heating and distributing forced air, leads to optimal recovery and use of the heat from the combustion gases, before their exhaust outside. In particular, the forced air generator can draw ambient air from a living room heated by hot water radiators, and the heated forced air can be recycled in the same room. of combined heating, allowing to maintain a temperature of 20 e C for example in premises of surface or given volume, while reducing the power and the fuel consumption of the boiler. Of course, the heated pulsed air can also be directed to premises, buildings or other places separate from the living room already heated by the radiators, if the temperature in said room is sufficient without the addition of additional calories. conveyed by this forced air. A simple movable flap makes it possible to direct the heated pulsed air either to the living room considered, or to other places where the heat produced is usable.
Avantageusement, un conduit, apte à autre parcouru par l'air pulsé réchauffé, relie en outre le circuit d'air pul sé au brûleur de la chaudière.Grâce à cette caractérintl- que, une "pré-ventilation" du brûleur est assurée à la mise en route de la chaudière et, en cours de fonctionnement, le prélèvement d'air chaud pour l'alimentation du brûleur apporte un gain de calories dans le fonctionnement de la chaudière elle-même, c'est-à-dire dans la combustion. Advantageously, a duct, suitable for another through which the heated pulsed air passes, furthermore connects the compressed air circuit to the burner of the boiler. Thanks to this characteristic, a "pre-ventilation" of the burner is ensured at the start-up of the boiler and, during operation, the removal of hot air for the supply of the burner brings a gain of calories in the operation of the boiler itself, that is to say in the combustion.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le générateur d'air pulsé est relié directement,c'est-à-dire par un conduit ne passant pas par le ou les condenseurs, au conduit d'évacuation des gaz vers la cheminée pour la ventilation de ce conduit. Cette ventilation d'air frais, qui s'effectue pendant le fonctionnement de la chaudière, évite la présence d'humidité dans la cheminée, notamment à la suite de la condensation des gaz brûlés, et elle favorise l'évacuation de ces gaz.Avantageusement, un volet de fermeture commandé par un électro-aimant est monté dans le conduit d'évacuation des gaz vers la cheminée, en aval du débouché du conduit de ventilation partant du générateur d'air pulsé, l'électro-aimant étant actionné pour ouvrir le volet en même temps que le générateur d'air pulsé est mis en route pour la "pré-ventilation" du brûleur. According to another characteristic of the invention, the forced air generator is connected directly, that is to say by a pipe not passing through the condenser or condensers, to the pipe for discharging the gases towards the chimney for the ventilation of this duct. This ventilation of fresh air, which takes place during the operation of the boiler, avoids the presence of moisture in the chimney, in particular following the condensation of the burnt gases, and it promotes the evacuation of these gases. , a closing flap controlled by an electromagnet is mounted in the gas evacuation duct to the chimney, downstream of the outlet of the ventilation duct leaving the forced air generator, the electromagnet being actuated to open the shutter at the same time as the forced air generator is started for the "pre-ventilation" of the burner.
Ainsi, la mise en marche de la chaudière s'accompagne automatiquement d'une ventilation forcée de la cheminée, évacuant les gaz qui auraient pu stagner. Par contre, en fin de fonctionnement du brûleur, le volet est refermé pour éviter des pertes dues au tirage "naturel" de la cheminée.Thus, starting the boiler is automatically accompanied by forced ventilation of the chimney, evacuating gases which could have stagnated. On the other hand, at the end of the burner operation, the shutter is closed to avoid losses due to the "natural" draft of the chimney.
De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence à l'unique figure du dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de ce récupérateur de chaleur pour chaudière. Anyway, the invention will be well understood with the aid of the description which follows, with reference to the single figure of the appended schematic drawing representing, by way of nonlimiting example, an embodiment of this heat recovery unit for boiler.
Sur cette figure, sont indiqués très shématiquement en 1 une chaudière productrice d'eau chaude et en 2 le brûleur de la chaudière. Le repère 3 désigne le conduit d'évacuation des fumées vers la cheminée, tandis que 4 et 5 désignent respectivement, le conduit de départ d'eau chaude et le conduit d'eau de retour vers la chaudière 1. In this figure, very schematically indicated in 1 is a boiler producing hot water and in 2 the boiler burner. The reference 3 designates the smoke evacuation pipe to the chimney, while 4 and 5 respectively designate the hot water outlet pipe and the water return pipe to the boiler 1.
Selon l'invention, un réchauffeur d'eau de retour 5 est disposé sur le conduit de retour 5, ce réchauffeur 6 étant réalisé comme un échangeur de chaleur traversé par les gaz de combustion chauds, à leur sortie de la chaudière 1. According to the invention, a return water heater 5 is arranged on the return pipe 5, this heater 6 being produced as a heat exchanger through which the hot combustion gases pass, at their outlet from the boiler 1.
Toujours sur le trajet des gaz de combustion chauds, en aval du réchauffeur 6, est disposé un ensemble de condenseurs à ailettes 1, dont la tuyauterie est parcourue par les gaz chauds avant leur échappement vers la cheminée. Still on the path of the hot combustion gases, downstream of the heater 6, is arranged a set of finned condensers 1, the piping of which is traversed by the hot gases before their exhaust to the chimney.
Ces condenseurs à ailettes 7 réchauffés sont ventilés par une turbine 8, qui puise l'air ambiant dans une pièce d'habitation ou autre local. L'air pulsé réchauffé dans les condenseurs I est distribué par une tubulure ou gaine vers les pièces d'habitation considérées. Une deuxième tubulure ou gaine 10 peut être prévue, pour distribuer aussi ltair chaud dans d'autres locaux ou bâtiments, auquel cas un volet pivotant Il permet de répartir le débit d'air entre les deux tubulures ou gaines 9 et 10.These heated fin condensers 7 are ventilated by a turbine 8, which draws ambient air from a living room or other room. The forced air heated in the condensers I is distributed by a tube or duct to the considered living rooms. A second tube or duct 10 can be provided, to also distribute the hot air in other premises or buildings, in which case a pivoting flap It makes it possible to distribute the air flow between the two tubes or ducts 9 and 10.
La turbine 8 est en outre reliée, par un conduit de ventilation 128 au conduit 2 d'évacuation des fumées vers la cheminée, à l'intérieur duquel est monté un volet de fermeture li dont le basculement est commandé par-un électro-aimant 14. The turbine 8 is also connected, by a ventilation duct 128 to the duct 2 for evacuating the smoke towards the chimney, inside which is mounted a closing flap li, the tilting of which is controlled by an electromagnet 14 .
Le circuit d'air pulsé comprend encore un conduit 15 partant de la tubulure ou gaine 9 et aboutissant au brûleur 2. The forced air circuit also comprises a duct 15 starting from the tube or sheath 9 and ending at the burner 2.
Une armoire électrique 16, incluant un micro-ordinateur programmateur 17, contrôle les arrêts et mises en route des différentes fonctions de l'installation décrite précédemment, suivant les besoins particullers de l'utilisateur et les nécessités de fonctionnement. An electrical cabinet 16, including a programmer microcomputer 17, controls the stoppages and start-ups of the various functions of the installation described above, according to the particular needs of the user and the operating requirements.
Avant chaque mise en marche du brûleur 2, l'électroaimant 14 est actionné pour ouvrir le volet 13 du conduit 2 d'évacuation des fumées, et simultanément la turbine 8 est entraSnée. La cheminée est ainsi ventilée par le conduit 12, et le brûleur 2 subit une "pré-ventilation" par le conduit 15. Au cours de son fonctionnement, le brûleur 2 aspire aussi son air par ce conduit 15, ce qui permet de gagner des calories de combustion puisqu'il s'agit d'air réchauffé dans les condenseurs 7. Before each start-up of the burner 2, the electromagnet 14 is actuated to open the flap 13 of the duct 2 for discharging the fumes, and simultaneously the turbine 8 is driven. The chimney is thus ventilated by the conduit 12, and the burner 2 undergoes a "pre-ventilation" by the conduit 15. During its operation, the burner 2 also draws its air through this conduit 15, which makes it possible to gain combustion calories since it is air heated in the condensers 7.
La chaudière 1 produit principalement de l'eau chaude partant par le conduit 4, parcourant des radiateurs de chauffage de pièces d'habitation ou autre locaux, et re tournait à la chaudière par le conduit i. En passant par le réchauffeur 6, disposé directement à la sortie des gaz de combustion provenant du foyer de la chaudière 1 qui s'engagent dans le conduit 2 à une température d'environ 3009 C, l'eau de retour se trouve réchauffée par exemple à 806 C. Il est à noter que la chaudière 1 peut être outre utilisée ou la production d'eau chaude sanitaire, dans un ballon distinct. The boiler 1 mainly produces hot water leaving via the conduit 4, passing through radiators for heating residential rooms or other premises, and returning to the boiler through the conduit i. By passing through the heater 6, disposed directly at the outlet of the combustion gases coming from the hearth of the boiler 1 which engage in the duct 2 at a temperature of around 3009 C, the return water is heated for example at 806 C. It should be noted that the boiler 1 can be used in addition to or the production of domestic hot water, in a separate tank.
La turbine 8 produisant de l'air pulsé est mise en route ou arrêtée en fonction du signal délivré par un thermostat d' ambiance, qui règle le fonctionnement du chauffage par radiateurs. L'air réchauffé dans les condenseurs 2 est dirigé, par la gaine ou tubulure 9, vers les pièces d'habitation considérées pour renforcer l'action des radiateurs, si la température ambiante n'atteint pas la température désirée qui a été affichée. Si la température dé sirée est atteinte, le volet répartiteur Il est déplacé et l'air réchauffé dans les condenseurs 7 est dirigé vers d'autres endroits déterminés pouvant bénéficier de la chaleur dégagée (garage, sous-sol, serre à légumes ou a fleurs, etc, selon les besoins et désirs de l'utilisateur). The turbine 8 producing pulsed air is started or stopped according to the signal delivered by a room thermostat, which regulates the operation of the heating by radiators. The air heated in the condensers 2 is directed, through the sheath or tubing 9, to the living rooms considered to enhance the action of the radiators, if the ambient temperature does not reach the desired temperature which has been displayed. If the desired temperature is reached, the distributor flap It is moved and the air heated in the condensers 7 is directed to other determined places that can benefit from the heat released (garage, basement, vegetable or flower greenhouse , etc, according to the needs and desires of the user).
En fin de fonctionnement du brûleur 2, le volet 12 du conduit i d'évacuation des fumées est refermé, afin d'éviter la déperdition de calories par le tirage de la chemin née. At the end of operation of the burner 2, the flap 12 of the smoke evacuation duct i is closed, in order to avoid the loss of calories by drawing the resulting path.
L'économie d'énergie obtenue peut être évaluée comme la résultante :
- d'un gain de 10 % environ dû à l'aspiration de l'air chaud par le brûleur 2, par le conduit
- d'un gain de 40 % environ dû à la conjugaison du réchauffage de l'eau de retour en 6 et de la ventilation d'air réchauffé en 7, dont l'utilisation pour le chauffage s'ajoute au fonctionnement des radiateurs.The energy saving obtained can be evaluated as the result:
- a gain of around 10% due to the suction of hot air by the burner 2, through the duct
- a gain of around 40% due to the combination of heating the return water in 6 and the ventilation of heated air in 7, the use of which for heating is added to the operation of the radiators.
Le récupérateur de chaleur objet de l'invention permet donc une économie de l'ordre de 50 ,A, en utilisation optimum faisant intervenir simultanément le réchauffage de l'eau de retour des radiateurs et le réchauffage d'air pul sé (l'énergie consommée pour le fonctionnement de la turbine 8 étant négligeable). The heat recuperator object of the invention therefore allows a saving of the order of 50, A, in optimum use involving simultaneously the heating of the return water from the radiators and the heating of pul air (the energy consumed for the operation of the turbine 8 being negligible).
Un exemple plus concret est donné ci-après, en consi dérant une chaudière de 28 000 kcal/h, destinée au chauffage d'une habitation isolée de 1tw0 m2 habitable sur un rez de chaussée et un potage, dont la consommation de fuel en hiver est normalement de l'ordre de 750 litres par mois. Avec l'adjonction du récupérateur de chaleur réåli- sé selon le principe illustré par la figure, la consommation de fuel réalisée en un mois, à températures équivalentes (extérieur et intérieur) a été ramenée à 450 litres, soit une diminution égale à 40 %, ceci avec une installation prototype qui peut être encore améliorée.En évaluant le prix "installé" du récupérateur de chaleur à 12 000 F environ, celui-ci permet d'obtenir, sur la chaudière considérée consommant en temps normal 6 000 litres de fuel par hiver, un gain de l'ordre de 2 400 litres, correspondant à une somme de 4 000 F environ si le coût du fuel est de 1,85 F par litre. Ainsi le dispositif est amorti en trois ans, et il procure ensuite une économie importante compte tenu de ce qutil n'y a pratiquement ni usure, ni frais de fonctionnement. A more concrete example is given below, considering a boiler of 28,000 kcal / h, intended for heating an isolated dwelling of 1tw0 m2 living space on a ground floor and a soup, including fuel consumption in winter is normally around 750 liters per month. With the addition of the heat recuperator realized according to the principle illustrated in the figure, the fuel consumption achieved in one month, at equivalent temperatures (outside and inside) was reduced to 450 liters, a reduction equal to 40% , this with a prototype installation which can be further improved. By evaluating the "installed" price of the heat recovery unit at around 12,000 F, this makes it possible to obtain, on the boiler considered, normally consuming 6,000 liters of fuel per winter, a gain of around 2,400 liters, corresponding to a sum of around 4,000 F if the cost of fuel is 1.85 F per liter. Thus the device is amortized in three years, and it then provides a significant saving taking into account that there is practically no wear or operating costs.
Le récupérateur de chaleur objet de l'invention est applicable à tous types de chaudières : à fuel, charbon, bois, gaz... The heat recuperator object of the invention is applicable to all types of boilers: fuel oil, coal, wood, gas ...
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas a la seule forme de réalisation de ce récupérateur de chaleur pour chaudière qui eté décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes conçues selon les memes principes. It goes without saying that the invention is not limited to the only embodiment of this boiler heat recovery unit which has been described above, by way of example; on the contrary, it embraces all the variants conceived according to the same principles.
Claims (5)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR8111262A FR2506911A3 (en) | 1981-06-02 | 1981-06-02 | Heat recuperator for hot water boiler - has flue gas preheating water and ducted air inlet supply |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2506911A3 true FR2506911A3 (en) | 1982-12-03 |
| FR2506911B3 FR2506911B3 (en) | 1983-04-22 |
Family
ID=9259277
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|---|---|---|---|
| FR8111262A Granted FR2506911A3 (en) | 1981-06-02 | 1981-06-02 | Heat recuperator for hot water boiler - has flue gas preheating water and ducted air inlet supply |
Country Status (1)
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| FR (1) | FR2506911A3 (en) |
Cited By (1)
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1981
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|---|---|
| FR2506911B3 (en) | 1983-04-22 |
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