FR2516210A1 - heat recuperator for open fireplace - has integral water and air heaters with finned surfaces - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE RECUPERATION DE CHAlEUR POUR CMIiN' 3 DtINEERIEUR. HEAT RECOVERY DEVICE FOR CMIiN '3 DTINEERIEUR.
La présente invention concerne les cheminées dtinté- rieur, et plus spécialement les cheminées munies de dispositifs de récupération de chaleuro
Les dispositifs de- récupération de chaleur disposés dans les cheminées d'intérieur sont actuellement de deux types : un premier type comprend des échangeurs de chaleur disposés au voisinage du foyer et contenant un liquide dont la circulation permet d'absorber des calories dans le foyer et de les restituer dans des radiateurs disposés dans le local à chauffer.Ces dispositifs présentent les mêmes avantages qutun chauffage central par circulation d'eau, permettant de disposer les radiateurs en des emplacements quelconques du local, et de bénéficier de l'inertie thermique du fluide contenu dans les canalisations pour emmagasiner de la chaleur et la restituer lorsque le foyer est éteint. Cependant, de tels dispositifs présentent une inertie considérable au démarrage, et ne facilitent pas le tirage de la cheminée.The present invention relates to indoor chimneys, and more particularly chimneys provided with heat recovery devices.
There are currently two types of heat recovery devices arranged in indoor fireplaces: a first type comprises heat exchangers arranged in the vicinity of the hearth and containing a liquid whose circulation makes it possible to absorb calories in the hearth and to restore them in radiators arranged in the room to be heated. These devices have the same advantages as a central heating by circulation of water, making it possible to place the radiators in any locations of the room, and to benefit from the thermal inertia of the fluid contained in the pipes to store heat and restore it when the fireplace is off. However, such devices have considerable inertia at startup, and do not facilitate the draft of the chimney.
Un second type de dispositifs de récupération de chaleur pour cheminées d'intérieur comprend, dans la zone d'échauffement du foyer, un échangeur de chaleur parcouru par de l'air admis de ltextérieur du local à chauffer et injecté dans le local après échauffement. Contrairement aux dispositifs précédents, une telle installation permet une production très rapide de chaleur au démarrage du foyer, et améliore sensiblement le tirage de la cheminée en produisant une légère surpression du local favorisant l'éjection d'sir par l'évacuation de la cheminée. Cependant, l'air émis par le dispositif après passage dans l'échangeur de chaleur sort à une température dépendant de l'activité du foyer, cette température pouvant être élevée et produire la calcination des poussières et des trainées sur les murs environnant la bouche d'émission. A second type of heat recovery device for indoor fireplaces comprises, in the heating zone of the hearth, a heat exchanger through which air is admitted from inside the room to be heated and injected into the room after heating. Unlike the previous devices, such an installation allows a very rapid production of heat at the start of the hearth, and appreciably improves the draft of the chimney by producing a slight overpressure of the room favoring the ejection of air by the evacuation of the chimney. However, the air emitted by the device after passing through the heat exchanger exits at a temperature depending on the activity of the hearth, this temperature can be high and produce the calcination of dust and streaks on the walls surrounding the mouth of the appliance. 'program.
Un objet de la présente invention est de proposer un dispositif permettant à la fois d'améliorer le tirage de la cheminée et de réguler la température de l'air émis par le dispositif pour éviter la calcination des poussièreso
Un autre objet de la présente invention est de proposer sn dispositif à circulation de fluide dans lequel le risque d'ébullition du liquide soit considérablement réduit. An object of the present invention is to propose a device making it possible both to improve the draft of the chimney and to regulate the temperature of the air emitted by the device to avoid the calcination of dust.
Another object of the present invention is to provide a fluid circulation device in which the risk of boiling of the liquid is considerably reduced.
Un autre objet de la présente invention est de proposer un dispositif combinant une mise en régime très rapide au démarrage, et l'inertie après extinction du foyer. Another object of the present invention is to provide a device combining very rapid start-up, and inertia after extinction of the hearth.
Un autre objet de ltinvention est de prévoir une disposition permettant la circulation par convection naturelle du liquide et facilitant les vidanges dans les canalisations. Another object of the invention is to provide a provision allowing circulation by natural convection of the liquid and facilitating emptying in the pipes.
Un autre objet de l'invention est de proposer un dispositif comportant un plancher formant cendrier facile à nettoyero
Pour ce faire, et selon une caractéristique de l'in- vention, le dispositif comprend des moyens pour admettre de ltair extérieur ou intérieur du local où est placée la cheminée, canaliser cet air à travers un échangeur de chaleur soumis à 1' échauffement du foyer, et rejeter l1air échauffé dans le local, le dispositif comprenant des moyens pour interposer une circulation secondaire de fluide caloporteur entre la circulation d'air et l'échauffement du foyer et des moyens pour refroidir le liquide caloporteur.Ainsi, la circulation de fluide caloporteur joue le rôle de tampon entre le foyer et la circulation dtair dans ltéchangeur de chaleur, de sorte que l'éner- gie calorifique transmise à cet air est régulée. En outre, la circulation secondaire de fluide est soumise à l'action de la circulation d'air, de sorte que l'échauffement du fluide est limité par l'air froid circulant dans 1' échangeur pour éviter les risques d' ébullition.Another object of the invention is to provide a device comprising a floor forming an ashtray that is easy to clean.
To do this, and according to a characteristic of the invention, the device comprises means for admitting air outside or inside the room where the chimney is placed, channeling this air through a heat exchanger subjected to the heating of the hearth, and reject the heated air in the room, the device comprising means for interposing a secondary circulation of heat transfer fluid between the air circulation and the heating of the hearth and means for cooling the heat transfer liquid. Thus, the circulation of fluid the coolant acts as a buffer between the hearth and the air circulation in the heat exchanger, so that the calorific energy transmitted to this air is regulated. In addition, the secondary circulation of fluid is subjected to the action of air circulation, so that the heating of the fluid is limited by the cold air circulating in one exchanger to avoid the risks of boiling.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la circulation secondaire de fluide est assurée dans une canalisation disposée dans l'échangeur entre la canalisation conduisant l'air et la zone de production de chaleur du foyer. le liquide caloporteur est refroidi dans des radiateurs disposés dans le local, et sa circulation est assurée, dans la canalisation, par convection naturelle. According to another characteristic of the invention, the secondary circulation of fluid is ensured in a pipe arranged in the exchanger between the pipe leading the air and the zone of heat production of the hearth. the heat transfer liquid is cooled in radiators arranged in the room, and its circulation is ensured, in the pipeline, by natural convection.
Ainsi, la circulation de fluide dépend de la production de chaleur du foyer, de sorte que la température de fluide dans 1' échangeur de est relativement constante, permettant de produire de l'air chaud à une température peu variable. Du fait de cette disposition, le fluide présent dans l'échangeur au démarrage du foyer s'échauffe rapidement, permettant 1' échauffement rapide de l'air passant dans la canalisation d'air et assurant ainsi la mise en régime quasi immédiate au démarrage. Thus, the circulation of fluid depends on the production of heat from the hearth, so that the temperature of the fluid in the heat exchanger is relatively constant, making it possible to produce hot air at a temperature that is not very variable. Because of this arrangement, the fluid present in the exchanger at the start of the hearth heats up quickly, allowing rapid heating of the air passing through the air duct and thus ensuring the almost immediate start-up.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'é- changeur de chaleur comprend une canalisation d'air comportant un premier compartiment dont la face extérieure est disposée horizontalement sur le plancher de la cheminée, communiquant avec un second compartiment disposé verticalement, la face extérieure contre le fond de la cheminée ; de l'air est admis dans la zone antérieure du premier compartiment et recueilli dans un collecteur à la zone supérieure du second compartiment.Ia canalisation de fluide caloporteur comprend un troisième compartiment recouvrant le premier compartiment et formant le plancher du foyer, ccanmurmiquant avec un quatrième compartiment disposé contre le second compartiment pour le recouvrir et former le fond du foyer, des moyens étant interposés entre les compartiments correspondants pour transmettre la chaleur de ltun à l'autre. Ainsi, le plancher et le fond du foyer sont réalisés par 1' échangeur de chaleur lui-même, de sorte que la chaleur produite par les braises et les flammes soit récupérée dans de bonnes conditions et transmise au fluide et à l'air. According to another characteristic of the invention, the heat exchanger comprises an air duct comprising a first compartment, the external face of which is disposed horizontally on the floor of the chimney, communicating with a second compartment, arranged vertically, the face outside against the bottom of the chimney; air is admitted into the anterior zone of the first compartment and collected in a manifold at the upper zone of the second compartment. The heat transfer fluid line comprises a third compartment covering the first compartment and forming the hearth floor, heating with a fourth compartment arranged against the second compartment to cover it and form the bottom of the hearth, means being interposed between the corresponding compartments to transmit heat from one to the other. Thus, the floor and the bottom of the hearth are produced by the heat exchanger itself, so that the heat produced by the embers and the flames is recovered in good conditions and transmitted to the fluid and to the air.
Selon un autre objet de l'invention, des moyens pour faciliter la transmission de chaleur sont disposés entre les compartiments correspondants, par exemple des ailettes longitudinales solidaires des parois des compartiments. Ces ailettes sont disposées longitudinalement, et définissent à l'intérieur des compartiments des chemins pour guider l'air et le fluide et améliorer leur convection. Des ailettes sont prévues sur les parties extérieures du troisième et du quatrième compartiment, ces ailettes formant un plancher ondulé permettant de recueillir les cendres. According to another object of the invention, means for facilitating the transmission of heat are arranged between the corresponding compartments, for example longitudinal fins integral with the walls of the compartments. These fins are arranged longitudinally, and define inside the compartments paths to guide the air and the fluid and improve their convection. Fins are provided on the external parts of the third and fourth compartment, these fins forming a corrugated floor for collecting the ashes.
Selon une autre caractéristique de linventiony la paroi intérieure du premier compartiment est inclinée vers l'avant, le troisième compartiment comportant des parois sensiblement paral lèles, de sorte que ce troisième compartiment est incliné vers et que le fond du foyer est également incliné. Cette disposition permet de faciliter la convection du fluide et de l'air, et facilite la vidange du fluide. Ia disposition des ailettes extérieures dans un sens longitudinal permet de faciliter le nettoyage du plancher du foyer par balayage dans le sens des ailettes. According to another characteristic of linventiony the inner wall of the first compartment is inclined forward, the third compartment having substantially parallel parallel walls, so that this third compartment is inclined towards and that the bottom of the hearth is also inclined. This arrangement facilitates the convection of the fluid and the air, and facilitates the emptying of the fluid. The arrangement of the external fins in a longitudinal direction makes it easier to clean the hearth floor by sweeping in the direction of the fins.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante dtun mode de réa lisation particulier, faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles - la figure 1 représente une vue en perspective dt une cheminée selon la présente invention - la figure 2 représente une coupe longitudinale, selon l'axe III-III représenté en figure 3, du dispositif de la présente invention - la figure 3 représente une vue de dessus du dispositif en coupe partielle selon ltaxe I-I représenté en figure 4 ; et - la figure 4 représente une vue de face du dispositif en coupe selon l'axe II-II de la figure 3. Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the following description of a particular embodiment, made in relation to the appended figures among which - FIG. 1 represents a perspective view of a chimney according to the present invention - FIG. 2 shows a longitudinal section, along the axis III-III shown in Figure 3, of the device of the present invention - Figure 3 shows a top view of the device in partial section along the axis II shown in Figure 4; and FIG. 4 represents a front view of the device in section along the axis II-II of FIG. 3.
Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, le dispositif de récupération de chaleur comprend un échangeur de chaleur formant le fond 1 et le plancher 2 du foyer. L'échangeur comprend une première canalisation 3 parcourue par de l'air et une seconde canalisation 4 parcourue par un fluide caloporteur, par exemple de lteaus et interposée entre la première canalisation 3 et la zone de production de chaleur du foyer So La première canalisation 3 comprend un premier compartiment 6 dont la face extérieure 7 c'est à dire la face la plus éloignée du foyer, est disposée horizontalement sur le plancher de la cheminée. Ce premier compartiment 6 communique avec un second compartiment 8 disposé verticalement, la face extérieure 9 plaquée contre le fond de la cheminée.De l'air est admis par une bouche dtadmission 10 ménagée dans la zone antérieure Il du premier compartiment, et sort par un collecteur 12 à la partie su périeure 13 du second compartiment 80
La seconde canalisation 4 comprend un troisième compartiment 14 recouvrant le premier compartiment et formant le plancher du foyer. le compartiment 14 communique avec un quatrième compartiment 15 disposé contre le second compartiment 8 pour le recouvrir et former le fond du foyer.Le liquide caloporteur est admis par un tuyau 16 admission débouchant dans la partie antérieure du troisième compartiment 14, et sort par un tuyau d'éjection 17 à la partie supérieure du quatrième compartiment 150
Les circulations d'air et de fluide caloporteur se présentent sous forme d'une nappe dans ltéchangeur de chaleur, cette circulation pouvant être assurée par convection naturelle.According to the embodiment shown in the figures, the heat recovery device comprises a heat exchanger forming the bottom 1 and the floor 2 of the hearth. The exchanger comprises a first pipe 3 traversed by air and a second pipe 4 traversed by a heat transfer fluid, for example of lteaus and interposed between the first pipe 3 and the heat production zone of the hearth So The first pipe 3 comprises a first compartment 6 whose outer face 7, that is to say the face furthest from the hearth, is arranged horizontally on the floor of the chimney. This first compartment 6 communicates with a second compartment 8 arranged vertically, the external face 9 pressed against the bottom of the chimney. Air is admitted by an intake valve 10 formed in the anterior zone II of the first compartment, and exits by a manifold 12 at the top 13 of the second compartment 80
The second pipe 4 includes a third compartment 14 covering the first compartment and forming the hearth floor. compartment 14 communicates with a fourth compartment 15 disposed against the second compartment 8 to cover it and form the bottom of the hearth. The coolant is admitted by a pipe 16 inlet opening into the front part of the third compartment 14, and exits by a pipe ejection 17 at the top of the fourth compartment 150
The air and heat transfer fluid circulations are in the form of a sheet in the heat exchanger, this circulation being able to be ensured by natural convection.
Pour faciliter 1' échange thermique entre la première canalisation 3 et la seconde canalisation 4, on ménage des ailettes longitudinales 18, solidaires de la paroi intérieure 19 du premier et du second compartiment, et disposées dans ces compartiments. La paroi intérieure 19 forme paroi de séparation entre les canalisations 3 et 4. Les premières ailettes longitudinales 18 permettent dtune part de faciliter les échanges de chaleur entre les deux canalisations et d'autre part de canaliser l'air. To facilitate heat exchange between the first pipe 3 and the second pipe 4, longitudinal fins 18 are formed, integral with the inner wall 19 of the first and second compartment, and arranged in these compartments. The inner wall 19 forms a separation wall between the pipes 3 and 4. The first longitudinal fins 18 make it possible on the one hand to facilitate the exchange of heat between the two pipes and on the other hand to channel the air.
L'échange thermique entre le foyer et la seconde canalisation 4 est facilité en ménageant des secondes ailettes longitudinales 20 solidaires de la paroi 21 servant de plancher et de fond au foyer et disposées à l'intérieur de la canalisation 4, et des troisièmes ailettes longitudinales 22 solidaires de la même paroi 21 et disposées à l'extérieur de la canalisation vers le foyer. The heat exchange between the hearth and the second pipe 4 is facilitated by providing second longitudinal fins 20 integral with the wall 21 serving as the floor and bottom of the hearth and arranged inside the pipe 4, and third longitudinal fins 22 integral with the same wall 21 and arranged outside the pipe to the hearth.
Ltépaisseur des compartiments est relativement faible pour permettre un bon échauffement du fluide et de l'air les traversant, et les ailettes 18 et 20 stétendent sur une grande partie de leur épaisseur.The thickness of the compartments is relatively small to allow good heating of the fluid and of the air passing through them, and the fins 18 and 20 remain over a large part of their thickness.
Les troisièmes ailettes 22, dans leur partie correspondant au troisième compartiment 14, forment une surface ondulée sur laquelle peuvent être disposées les bûches dans le foyer, les cendres résultant de la combustion se déposant sur la paroi 21 entre les ailettes o La disposition longitudinale des ailettes 22 permet de faciliter le nettoyage du cendrier ainsi réalisé. The third fins 22, in their part corresponding to the third compartment 14, form a corrugated surface on which the logs can be arranged in the hearth, the ashes resulting from the combustion being deposited on the wall 21 between the fins o The longitudinal arrangement of the fins 22 makes it easier to clean the ashtray thus produced.
Selon une caractéristique particulière du dispositif selon ce mode de réalisation, la paroi intérieure 19 intermédiaire entre le premier compartiment 6 et le troisième compartiment 14 est inclinée vers 11 avant comme le représentent les figures, et le second compartiment 14 est limité par deux faces sensiblement parallèles et inclinées également vers l'avant. La convection du fluide caloporteur et de l'air dans les compartiments 14 et 6 est ainsi facilitée par la pente du dispositif, et la vidange du compartiment 14 est rendue possible. According to a particular characteristic of the device according to this embodiment, the inner wall 19 intermediate between the first compartment 6 and the third compartment 14 is tilted forward 11 as shown in the figures, and the second compartment 14 is limited by two substantially parallel faces and also tilted forward. The convection of the heat transfer fluid and the air in the compartments 14 and 6 is thus facilitated by the slope of the device, and the emptying of the compartment 14 is made possible.
Pour faciliter le maintien des bûches 23 disposées dans le foyer, on pourra prévoir une cale 24 insérée dans des encoches 25 ménagées dans les ailettes 22 du plancher 2 du foyer. On pourra prévoir plusieurs rangées d'encoches 25 permettant de régler la position de la cale 24 en profondeur. To facilitate the maintenance of the logs 23 arranged in the hearth, it is possible to provide a shim 24 inserted in the notches 25 formed in the fins 22 of the floor 2 of the hearth. There may be several rows of notches 25 for adjusting the position of the wedge 24 in depth.
Le dispositif représenté sur les figures est complété par des canalisations de sortie d' air adaptées sur le collecteur 12 permettant d'amener l'air réchauffé à une bouche d1 émission non représentée sur les figures. De même, les tuyaux d'admission 16 et d'éjection 17 de fluide caloporteur sont connectés à des tuyauteries reliant le dispositif à des radiateurs disposés dans le local à chauffer et éventuellement à un vase d'expansion. Dans le cas dtune circulation de fluide très longue, on pourra bien entendu prévoir une circulation forcée en insérant une pompe dans le circuit. The device shown in the figures is completed by adapted air outlet pipes on the manifold 12 making it possible to bring the heated air to an outlet mouth not shown in the figures. Likewise, the inlet pipes 16 and ejection pipes 17 for heat transfer fluid are connected to pipes connecting the device to radiators arranged in the room to be heated and possibly to an expansion tank. In the case of a very long fluid circulation, it is of course possible to provide a forced circulation by inserting a pump in the circuit.
La bouche d'admission 10 est reliée à une canalisation d'arrivée d'air débouchant soit dans le local à chauffer soit à l'extérieur du local. Il est préférable d'admettre par la bouche 10 de l'air extérieur au local, provenant par exemple d'une cave, le dispositif de la présente invention produisant alors dans le local une légère surpression facilitant le départ d'air par le conduit dtéva- cuation de la cheminée et améliorant le tirage de cette cheminée. The inlet 10 is connected to an air inlet pipe opening either into the room to be heated or outside the room. It is preferable to admit outside air into the room 10, for example coming from a cellar, the device of the present invention then producing in the room a slight overpressure facilitating the departure of air through the duct dtéva - cuation of the chimney and improving the draft of this chimney.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, on a prévu un échangeur de chaleur formant le fond 1 et le plancher 2 du foyer. On pourra, sans sortir du cadre de l'invention, prévoir d'autres modes de réalisation, notamment un échangeur de chaleur placé dans le conduit dtévacuation de la cheminée, assoeié ou non à un dispositif selon le premier mode de réalisationo Un tel échangeur de chaleur de conduit de cheminée pourra comporter des canalisations d'air 3 et de fluide 4 de formes différentes pour s' adapter à la configuration du conduit la canalisation de fluide 4 étant interposée entre la canalisation d'air 3 et la source de chaleurs par exemple la canalisation 4 entourant la canalisation 3. In the embodiment shown in the figures, there is provided a heat exchanger forming the bottom 1 and the floor 2 of the hearth. Without departing from the scope of the invention, it is possible to provide other embodiments, in particular a heat exchanger placed in the chimney exhaust pipe, whether or not associated with a device according to the first embodiment. Such a heat exchanger chimney flue heat may include air 3 and fluid 4 pipes of different shapes to adapt to the configuration of the pipe, the fluid pipe 4 being interposed between the air pipe 3 and the heat source for example the pipe 4 surrounding the pipe 3.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. The present invention is not limited to the embodiments which have been explicitly described, but it includes the various variants and generalizations thereof contained in the field of claims below.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8121522A FR2516210A1 (en) | 1981-11-10 | 1981-11-10 | heat recuperator for open fireplace - has integral water and air heaters with finned surfaces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8121522A FR2516210A1 (en) | 1981-11-10 | 1981-11-10 | heat recuperator for open fireplace - has integral water and air heaters with finned surfaces |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2516210A1 true FR2516210A1 (en) | 1983-05-13 |
Family
ID=9264089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8121522A Pending FR2516210A1 (en) | 1981-11-10 | 1981-11-10 | heat recuperator for open fireplace - has integral water and air heaters with finned surfaces |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2516210A1 (en) |
Citations (5)
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