FR2560973A1 - Procede pour le transport de chaleur dans les habitations - Google Patents
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Abstract
LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE POUR LE TRANSPORT DE CHALEUR DANS LES HABITATIONS, QUI NE FAIT PAS APPEL A UNE POMPE DE CIRCULATION. UN GENERATEUR DE VAPEUR MUNI D'UNE SOURCE DE CHAUFFAGE ENVOIE DE LA VAPEUR, SOUS L'ACTION DE SA PRESSION, PAR UNE CONDUITE DE VAPEUR JUSQU'A UNE UNITE EMETTRICE DE CHALEUR QUI LA CONDENSE ET LE LIQUIDE CONDENSE EST STOCKE DANS UN RECIPIENT. LORSQUE LE LIQUIDE DU GENERATEUR ATTEINT UN CERTAIN NIVEAU BAS, LA SOURCE DE CHAUFFAGE EST DESACTIVEE, L'INTERIEUR DU GENERATEUR SE REFROIDIT ET, SOUS L'ACTION DU VIDE CREE, LE LIQUIDE CONDENSE EST RENVOYE AU GENERATEUR PAR LA CONDUITE DE VAPEUR, PUIS, LA SOURCE DE CHAUFFAGE EST REACTIVEE POUR RECOMMENCER LE PROCESSUS DONT LA REPETITION REALISE LE TRANSPORT DE CHALEUR. APPLICATION AU TRANSPORT DE CHALEUR JUSQU'A DIVERS ELEMENTS CHAUFFANTS TELS QUE RADIATEURS, RESERVOIRS D'EAU CHAUDE, BAIGNOIRES, ETC.
Description
La présente invention concerne un procédé pour
le transport de chaleur dans les habitations.
Le chauffage central est, dans les habitations,
un moyen bien connu pour installer une chaudière, par exem-
pie, à l'extérieur et envoyer l'eau chaude issue de cette chaudière extérieure à divers radiateurs, robinets d'eau
chaude, baignoire, et autres.
La figure 1 montre le schéma de principe de ce
système de chauffage central qui est un système à circula-
tion forcée dans lequel l'eau est chauffée dans une chau-
dière 01, l'eau chaude est fournie à un aérotherme 03, à un robinet d'eau chaude 04, à une baignoire 05, etc., par la conduite d'amenée 02 au moyen de la pompe de circulation 07, et, dans le cas de l'aérotherme 03 ou d'une baignoire munie d'un rJchauffeur de bain 06, l'eau chaude refroidie est renvoyée à la chaudière 01 par l'intermédiaire d'une
conduite de retour puis est réchauffée et expédiée de nouveau.
De cette façon, le système de chauffage central classique nécessite toujours la présence de la pompe de circulation 07, et le contrôle et l'entretien de cette
pompe de circulation 07 constituent l'un des goulets d'étran-
glement du point de vue du service d'entretien. En outre, du fait que le fonctionnement de la pompe de circulation 07 entraîne une plus grande dépense d'énergie et fait du bruit, particulièrement dans les habitations, les demandes visant à l'économie d'énergie et à la lutte contre la pollution
sonore sont imminentes.
Par ailleurs, on peut envisager, comme moyen de
transport de chaleur ne recourant pas à une pompe de circu-
lation, un système à conduites chaudes ou un système de
circulation par gravité, mais le système à conduites chau-
des coûte extrêmement cher et présente un certain nombre de limitations concernant l'exécution des travaux ainsi
que des difficultés quant à son application dans les habi-
tations. D'autre part, le système de circulation par gra-
vité met en oeuvre un procédé selon lequel, comme le montre la figure 2, de la vapeur produite par un générateur de vapeur 1 est envoyée par une conduite 3 de vapeur jusqu'à un serpentin 5 émetteur de chaleur situé dans une unité 4 émettrice de chaleur, puis le liquide condensé qui a été privé de la chaleur latente de la vapeur et condensé est renvoyé audit générateur de vapeur 1 par l'intermédiaire d'une conduite de retour 12. Toutefois,dans ce système de circulation par gravité, le niveau du liquide du fluide condensé à l'intérieur de la conduite de circulation du liquide devient plus élevé que le niveau du liquide dans le générateur de vapeur 1, d'une hauteur H correspondant à la chute de pression dans la canalisation et, de plus, il
existe une limitation en ce que l'unité 4 émettrice de cha-
leur doit être installée en haut de ladite conduite 12 de circulation du liquide, et, du fait qu'il est impossible de donner à H une valeur suffisamment grande eu égard à la structure des bâtiments, ce système n'est pas adapté aux aménagements des habitations modernes qui tendent à devenir
de plus en plus petites car il est de même difficile d'uti-
liser une unité 4 émettrice de chaleur (serpentin 5 émetteur de chaleur) de plus grande résistance ou une conduite 3 de
vapeur de plus petit diamètre.
Qui plus est, tout comme l'exemple que montre la figure 2, un autre système de chauffage par vapeur également connu dans le public est un système de chauffage dans lequel
de la vapeur produite par un générateur de vapeur est uti-
lisée pour le chauffage, et un liquide condensé qui sert
de véhicule de chaleur est stocké dans un réservoir et ré-
introduit dans le générateur de vapeur au moyen d'une pompe, mais, même dans ce cas, une pompe est mise en service, ce
qui fait que les inconvénients inhérents à la pompe sur-
viennent exactement comme dans le cas mentionné à propos
de la figure 1.
En outre, dans le cas o l'on se sert d'un liquide tel que l'eau chaude comme véhicule de chaleur tel quel, la chute de pression au cours du transport et au niveau de l'unité émettrice de chaleur devient plus importante et
ainsi le diamètre de la voie de circulation dans la cana-
lisation et l'unité émettrice de chaleur devient inévita-
blement plus grand. Ceci constitue également un inconvé-
nient pour la pompe de circulation qui doit être agrandie
car il faut choisir une pompe de circulation puissante.
Le premier but de la présente invention est de fournir un moyen pour faire circuler un liquide de charge servant de véhicule de chaleur dans un générateur de vapeur
sans faire usage d'une pompe de circulation.
Le second but de la présente invention est de fournir un procédé de transport de chaleur pouvant admettre la structure qui convient à des canalisations ou une unité
émettrice de chaleur à forte chute de pression.
Sur les dessins annexés: la figure 1 est un schéma explicatif d'un système classique de chauffage central;
la figure 2 est un schéma explicatif d'une ins-
tallation classique de chauffage à la vapeur du type à-gra-
vité;
la figure 3 est un schéma d'un exemple de réali-
sation pratique d'une installation de chauffage qui met en
application le procédé de transport de chaleur de la pré-
sente invention;
la figure 4 est un schéma d'un exemple de réali-
sation pratique d'une installation qui met en application
le procédé de la présente invention et dans lequel le réci-
pient de liquide condensé a été disposé à un niveau plus élevé que l'unité émettrice de chaleur les figures 5 et 6 sont des schémas d'exemples de réalisation pratique de récipients de liquide condensé, la
figure 5 montrant un récipient de liquide condensé cylin-
drique et la figure 6 un récipient de liquide condensé com-
prenant un système de réservoir tampon à gaz;
la figure 7 est un schéma d'un exemple de réali-
sation pratique de la présente invention qui met en oeuvre plusieurs unités émettrices de chaleur;
la figure 8 est un schéma d'un exemple de réali-
sation pratique dans lequel une conduite de dérivation munie d'une soupape de non-retour a été montée entre la conduite de vapeur et le récipient de liquide condensé; la figure 9 est un schéma d'un exemple de réali- sation pratique dans lequel une conduite de dérivation munie d'une soupape de non retour a été montée entre la conduite de vapeur et la conduite de liquide condensé;
la figure 10 est un schéma d'un exemple de réali-
sation pratique convenant pour la mise en service de plu-
sieurs unités émettrices de chaleur;
la figure 11 est un schéma d'un exemple de réali-
sation pratique dans lequel une conduite de dérivation munie d'une soupape de non-retour a été montée en dérivation de la vanne de réglage de l'unité émettrice de chaleur;
la figure 12 est un schéma d'un exemple de réali-
sation pratique dans lequel un clapet de non-retour du type
flotteur a été monté au bout de la conduite de liquide con-
densé; les figures 13, 14 et 15 sont respectivement des
schémas d'exemples de réalisation pratique du clapet de non-
retour du type flotteur;
la figure 16 est un schéma d'un exemple de réali-
sation pratique d'une unité émettrice de chaleur qui uti-
lise en même temps la chaleur latente du liquide condensé dans l'unité émettrice de chaleur;
les figures 17 et 18 sont respectivement des sché-
mas d'exemples de réalisation pratique dans lesquels l'unité
émettrice de chaleur a été dotée d'une fonction d'humidifi-
cation;
la figure 19 est un schéma d'un exemple de réali-
sation pratique o la présente invention est mise en appli-
cation pour une alimentation en eau chaude;
la figure 20 est un schéma d'un exemple de réali-
sation pratique o la présente invention est mise en appli-
cation pour le réchauffage de l'eau d'une baignoire les figures 21 et 22 sont des schémas d'exemples de réalisation pratique dans lesquels l'unité de chauffage a été structurée avec une conduite de descente et une conduite de transfert de chaleur, au niveau du générateur de vapeur -
les figures 23 et 24 sont des schémas d'un exem-
ple de réalisation pratique dans lequel un sac a été prévu à l'intérieur du récipient de liquide condensé, la figure 23 montrant ce sac à l'état affaissé tandis que la figure 24 montre ce sac à l'état gonflé;
la figure 25 est un schéma d'un exemple de réali-
sation pratique dans lequel une couverture a été adaptée au récipient de liquide condensé;
la figure 26 est un schéma d'un exemple de réali-
sation pratique dans lequel de l'azote gazeux a été empri-
sonné dans le sac placé à l'intérieur du récipient de liquide condensé;
la figure 27 est un schéma d'un exemple de réali-
sation pratique dans lequel un réservoir d'azote gazeux a été monté sur le dessus du récipient de liquide condensé; et les figures 28 et 29 sont des schémas d'exemples de réalisation pratique dans lesquels un réservoir d'eau de
recharge a été adapté au récipient de liquide condensé.
Pour atteindre les buts susmentionnés, la présente invention met en oeuvre des moyens techniques par lesquels
de la vapeur d'eau saturée est produite au moyen d'un géné-
rateur de vapeur comportant une source de chauffage, la va-
peur saturée est envoyée sous l'action de sa pression jus-
qu'à une unité émettrice de chaleur dont est pourvu un aéro-
therme, un réchauffeur d'eau à accumulation, une baignoire, etc., par l'intermédiaire de canalisations et, en même temps, le liquide condensé privé de sa chaleur latente et condensé
à l'intérieur de l'unité émettrice de chaleur est immédia-
tement stocké dans un récipient de stockage du liquide et, lorsqu'en raison de la vaporisation le niveau du liquide se trouvant à l'intérieur du générateur a été réduit, la source
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de chauffage susmentionnée est désactivée pour arrêter la production de vapeur d'eau, le liquide condensé stocké dans ledit récipient de stockage est alors renvoyé au générateur de vapeur sous l'action du vide du au refroidissement qui a lieu à l'intérieur du générateur de vapeur et, lorsqu'un
volume donné a été renvoyé, la source de chauffage est ré-
activée pour recommencer la production de chaleur, la cha-
leur engendrée par l'unité génératrice de chaleur étant ainsi transportée jusqu'à l'unité émettrice de chaleur par
répétition des opérations susmentionnées.
En d'autres termes, les caractéristiques de la
présente invention résident dans la saturation et la vapo-
risation du véhicule de chaleur au niveau de l'unité géné-
ratrice de chaleur, I'envoi de la vapeur saturée jusqu'à
l'unité émettrice de chaleur par mise à.profit de l'augmen-
tation de pression qui résulte de cette vaporisation, le stockage immédiat à la pression atmosphérique du véhicule de chaleur condensé dans le récipient de stockage du liquide, ce véhicule de chaleur ayant été privé de sa chaleur latente
et condensé au niveau de l'unité émettrice de chaleur, l'ar-
rêt immédiat de la saturation et de la vaporisation lorsque la quantité du véhicule de chaleur présent au niveau de l'unité génératrice de chaleur a été réduite, le renvoi du véhicule de chaleur, qui a été préalablement stocké dans le récipient, depuis l'unité émettrice de chaleur jusqu'à l'unité génératrice de chaleur en passant par la conduite de vapeur, par mise à profit du vide consécutif à l'arrêt
desdites saturation et vaporisation, et à nouveau la satu-
ration et la vaporisation afin d'envoyer de nouveau jusqu'à l'unité émettrice de chaleur le véhicule de chaleur présent au niveau de l'unité génératrice de chaleur lorsque ledit
renvoi a été achevé. Ce processus caractérise ainsi un sys-
tème de transport intermittent de la chaleur dans lequel une pompe classique de circulation servant de moyen de transport de chaleur n'est pas nécessaire étant donné que le véhicule de chaleur est vaporisé et que la chaleur est
transportée jusqu'à l'unité émettrice de chaleur sous l'ac-
tion de la pression de la vapeur. De plus, étant donné que
l'action du vide est utilisée comme moyen de renvoi du véhi-
cule de chaleur condensé et liquéfié vers l'unité généra-
trice de vapeur, une pompe de circulation n'est pas néces-
saire non plus dans ce cas pour renvoyer le liquide.
En outre, vu que le système de la présente inven-
tion sert à vaporiser et envoyer le véhicule de chaleur comme mentionné précédemment, la chute de pression dans la canalisation et le serpentin émetteur de chaleur peut être rendue plus importante. Etant donné que l'action du vide est utilisée pour renvoyer le véhicule de chaleur condensé
et liquéfié, le véhicule de chaleur accumulé dans le réci-
pient peut être renvoyé jusqu'à l'unité génératrice de cha-
leur par l'intermédiaire du serpentin émetteur de chaleur et de la canalisation, dans lesquels la chute de pression
a été choisie à une plus grande valeur comme mentionné ci-
dessus. D'après les caractéristiques mentionnées, on peut bénéficier des effets d'un moyen de transport de chaleur ne nécessitant aucune pompe de circulation et d'un moyen de transport capable de fonctionner avec une chute de pression plus importante, et ces effets permettent la suppression
des difficultés qu'implique la pompe de circulation et per-
mettent de réaliser une économie d'énergie et d'obtenir des
moyens de transport de chaleur plus compacts.
En référence à la figure 3, on va exposer ci-après
un exemple de réalisation pratique mettant en oeuvre la pré-
sente invention.
Sur la figure 3, on voit représenté un générateur de vapeur 13 qui est muni d'un détecteur 20 de niveau bas du liquide et d'un robinet d'arrêt 21 et comporte en outre une source de chauffage 14 fonctionnant au gaz, la structure
décrite ci-dessus représentant l'unité génératrice de chaleur.
Une unité 16 émettrice de chaleur comprend un ser-
pentin (tube) 17 émetteur de chaleur. L'entrée 23 de ce serpentin émetteur de chaleur 17 est reliée à une sortie de
vapeur 22 qui est prévue sur le dessus du générateur de va-
peur 13, et ce, par l'intermédiaire d'une conduite de vapeur dont le pourtour est isolé thermiquement. Une sortie 24 de ce serpentin est raccordée à une conduite 18 de liquide condensé. L'autre extrémité de ladite conduite 18 de liquide condensé est plongée dans le liquide se trouvant dans un récipient 19 de liquide condensé dont la partie supérieure
est ouverte à l'atmosphère.
On va maintenant décrire ci-après le mode de fonc-
tionnement de cet exemple de réalisation pratique.
Pendant le fonctionnement de cette installation, la quantité du véhicule de chaleur en phase liquide est nécessairement en excès du volume global du générateur de
vapeur 13, de la conduite de vapeur 15, du serpentin émet-
teur de chaleur 17 et de la conduite 18 de liquide condensé,
qui sont représentés sur la figure 3. Lorsque cette instal-
lation est mise en service pour la première fois, il faut: mettre à disposition un volume tel qu'indiqué ci-dessus du véhicule de chaleur en phase liquide; ouvrir le robinet d'arrêt 21 fixé à la partie supérieure du générateur de vapeur 13 de la figure 3; fermer ledit robinet d'arrêt 21 après qu'un volume voulu du véhicule de chaleur en phase liquide a été versé dans le générateur de vapeur 13; et verser le volume restant dans le récipient 19 de liquide
condensé. Après quoi, on active la source de chauffage 14.
Le véhicule de chaleur en phase liquide versé dans le géné-
rateur de vapeur 13 se transforme envapeur saturée tandis que l'air stagnant à l'intérieur du générateur de vapeur 13,
de la conduite de vapeur 15 et du serpentin émetteur de cha-
leur 17 est expulsé dans l'atmosphère à partir du récipient
19 de liquide condensé, de sorte que si la source de chauf-
fage 14 est désactivée, la paroi du générateur de vapeur 13 se refroidit en provoquant la condensation de la vapeur interne et en entrainant l'apparition d'un vide. Le véhicule en phase liquide se trouvant dans le récipient 19 de liquide condensé est alors introduit dans le générateur de vapeur 13 par l'intermédiaire du serpentin émetteur de chaleur 17
puis de la conduite de vapeur 15.
Lorsqu'en régime de fonctionnement normal, la source de chauffage 14 est activée, le véhicule de chaleur en phase liquide enfermé dans le générateur de vapeur 13 est chauffé jusqu'à produire de la vapeur saturée, ce qui amène le véhicule de chaleur en phase liquide se trouvant à l'intérieur de la conduite de vapeur 15 et du serpentin émetteur de chaleur 17 à être déchargé dans le récipient 19 de liquide condensé et, dans la situation o la condensation
a lieu progressivement dans le serpentin émetteur de cha-
leur 17 tout en fournissant de la chaleur à un fluide envi-
ronnant et o la partie arrière du serpentin émetteur de chaleur 17 ainsi que la conduite 18 de liquide condensé sont remplies de liquide condensé, le liquide condensé est
déchargé dans le récipient 19 de liquide condensé. Le li-
quide condensé se trouvant dans le serpentin émetteur de chaleur 17 subit une chute de température en cédant une
partie de sa chaleur sensible au fluide environnant.
La pression Ps de vapeur saturée à l'intérieur
du générateur de vapeur 13 s'élèevera jusqu'à être la pres-
sion manométrique telle que donnée ci-après en considérant la chute de pression Pv de la vapeur à l'intérieur de la conduite de vapeur 15, la chute de pression Ph de la vapeur à l'intérieur du serpentin émetteur de chaleur 17, l'écart h mesuré depuis la surface du liquide condensé se trouvant dans le récipient 19 de liquide condensé jusqu'à la surface du liquide condensé se trouvant dans le serpentin émetteur de chaleur 17 (le sens positif étant choisi de bas en haut), la pression atmosphérique Pa, et le poids volumique Y du liquide condensé, ce qui donne: Ps - Pa = Pv + Ph - h
A titre informatif, la pression à la surface entre le li-
quide condensé et la vapeur à l'intérieur du serpentin
émetteur de chaleur 17 devient une pression négative.
Lorsque le niveau du liquide se trouvant dans le générateur de vapeur 13 est abaissé et que l'état de niveau bas du liquide est détecté par le détecteur 20 de niveau bas du liquide, la source de chauffage 14 est désactivée, et la vapeur interne se condense en entraînant un état de vide du fait que les parois du générateur de vapeur 13 se
refroidissent, cependant que le liquide condensé est ren-
voyé, en sens contraire à celui de la circulation de la vapeur, vers le générateur de vapeur 13 en passant par la conduite 18 de liquide condensé, par le serpentin émetteur de chaleur 17 et par la conduite de vapeur 15, sous l'action
de la pression atmosphérique qui est appliquée sur la sur-
face du liquide condensé ayant été accumulé dans le réci-
pient 19 de liquide condensé. Lorsque la source de chauffage 14 est activée de nouveau, la vapeur saturée réapparaît pour
recommencer le processus susmentionné et la vapeur est en-
voyée vers le serpentin émetteur de chaleur 17 et est uti-
lisée pour chauffer le fluide environnant au moyen de
l'unité émettrice de chaleur 16.
Dans cet exemple de réalisation pratique, la pres-
sion de la vapeur saturée produite dans le générateur de vapeur 13 s'élève jusqu'à une valeur suffisante pour rejeter le liquide dans le récipient 19 de liquide condensé pendant la période initiale de chauffage, alors que la conduite de
vapeur 15 et le serpentin émetteur de chaleur 17 sont rem-
plis par le liquide, et plus encore au moment du transport de la vapeur. Etant donné que la pression monte en fonction de la chute de pression qui est provoquée lorsque la vapeur passe par la conduite de vapeur 15 et le serpentin émetteur de chaleur 17, il est possible d'installer un dispositif émetteur de chaleur de toutes dimensions et conformation en n'importe quel emplacement et, de plus, un autre avantage réside en ce que le diamètre de la conduite de vapeur 15
peut être réduit. Il est possible de passer du mode de pro-
duction de vapeur au mode de réalimentation du générateur de vapeur 13 en liquide condensé par simple activation ou désactivation de la source de chauffage 14, et un avantage supplémentaire réside en ce que la conduite de vapeur peut
être utilisée à ces deux fins et peut présenter une struc-
ture simplifiée, ce qui permet ainsi de réduire les frais d'installation de la tuyauterie. On va exposer ci-après le deuxième exemple de
réalisation pratique de la présente invention.
Sur la figure 4, la référence 19' désigne un réci-
pient de liquide condensé qui est disposé au-dessus de
l'installation, tandis que la partie inférieure de ce réci-
pient 19' de liquide condensé est reliée au serpentin émet-
teur de chaleur 17 par l'intermédiaire d'une conduite 18' de liquide condensé, la surface du liquide condensé étant
exposée à l'atmosphère.
On décrit maintenant le mode de fonctionnement de
ce deuxième exemple de réalisation pratique.
Lorsque cette installation est mise en service
pour la première fois, il faut tout d'abord verser entière-
ment un volume, tel qu'il est dit dans le premier exemple de réalisation pratique, du véhicule de chaleur en phase liquide dans le récipient 19' de liquide condensé; puis ouvrir le robinet d'arrêt 21 monté à la partie supérieure du générateur de vapeur 13; et, une fois qu'un petit volume de liquide a été rejeté à l'extérieur par le robinet d'arrêt 21, fermer le robinet d'arrêt, l'air stagnant à l'intérieur
du circuit peut alors être évacué.
Bien qu'en ce qui concerne le régime de fonction-
nement normal, tout à fait analogue à celui du premier exem-
ple de réalisation pratique, une relation idendique, Ps - Pa = Pv + Ph Ah, à celle du premier exemple de réalisation pratique soit applicable à la pression-Ps de vapeur saturée produite par le générateur de vapeur 13, l'écart h mesuré depuis la surface du liquide condensé se trouvant dans le récipient 19' de liquide condensé jusqu'à la surface du liquide condensé se trouvant dans le serpentin émetteur de chaleur 17 doit être mesuré en choisissant un sens positif orienté de bas en haut, en sorte que s'établit une pression
manométrique Ps - Pa de vapeur saturée.
Dans le deuxième exemple de réalisation pratique,
la surface entre le liquide condensé et la vapeur à l'inté-
rieur du serpentin émetteur de chaleur 17 est maintenue à
une valeur de pression positive.
On expose maintenant le troisième exemple de réa-
lisation pratique de la présente invention.
Sur la figure 5, la référence 19" désigne un réci-
pient de liquide condensé de forme cylindrique qui contient un piston 25 ayant été conçu pour se déplacer facilement en direction verticale à l'intérieur du récipient 19" de liquide
condensé de forme cylindrique. La partie inférieure du réci-
pient 19" de liquide condensé est reliée au serpentin émet-
teur de chaleur 17 par l'intermédiaire d'une conduite 18"
de liquide condensé.
Dans le cas de ce troisième exemple de réalisation pratique, le fonctionnement normal est tout à fait analogue
à ceux des premier et deuxième exemples de réalisation pra-
tique mais, en considérant le poids G du piston et la sur-
face transversale A, la pression Ps de la vapeur saturée
produite par le générateur de vapeur 13 peut alors s'expri-
mer par la formule: Ps - Pa = Pv + Ph + G/A - 1h, qui montre que la pression engendrée augmente de la valeur G/A, mais, étant donné qu'il est possible d'empêcher le contact du véhicule de chaleur avec l'atmosphère, l'installation peut être protégée de la corrosion attribuable à l'air, ce
qui peut accroître sa longévité.
On expose maintenant le quatrième exemple de réa-
lisation pratique de la présente invention.
Sur la figure 6, la référence 19"' désigne un récipient de liquide condensé dont le dessus est muni d'un
réservoir tampon 26 flexible et dilatable destiné à conte-
nir un gaz, et dont la partie inférieure est raccordée à
une conduite 18"' de liquide condensé.
Après que l'air stagnant à l'intérieur de l'ins-
tallation a été éliminé, un gaz inerte tel que l'azote est introduit dans l'espace situé entre le récipient 19"' de
liquide condensé et le réservoir tampon 26.
Dans le cas de ce quatrième exemple de réalisation pratique, le fonctionnement normal est tout à fait analogue
à ceux des premier et deuxième exemples de réalisation pra-
tique, mais il existe ici un avantage du fait que le con-
tact entre le véhicule de chaleur et l'atmosphère peut être évité tout en maintenant la pression imposée à la surface du liquide condensé à une valeur à peu près égale à celle de la pression atmosphérique du fait de l'afflux dans le
* réservoir tampon 26 d'un volume de gaz emprisonné qui cor-
respond à l'accroissement du volume du liquide condensé à
l'intérieur du récipient 19"' de liquide condensé.
Les figures 23 à 29 montrent d'autres types d'exem-
ples de réalisation pratique du récipient 19 de liquide condensé, le liquide condensé étant, dans ces exemples, mis à l'abri d'une exposition directe à l'atmosphère. A savoir, dans le cas de la figure 23, le récipient 19 a été conçu de telle sorte que le liquide condensé peut être contenu
dans un sac de forme plate qui peut se dilater ou s'af-
faisser. Lorsque le sac est rempli de liquide, il est dilaté comme le montre la figure 24 et, lorsque le sac ne contient
que peu de liquide, il est affaissé comme le montre la fi-
gure 23. La référence 56 désigne une soupape de non-retour à air qui met en communication l'intérieur du sac 55 avec l'atmosphère. Lorsque l'air qui pénètre par les zones de couplage aura dépassé un certain niveau, l'air accumulé dans l'espace supérieur du récipient 19 de liquide condensé sera évacué à l'extérieur du circuit par la soupape à air
56 du fait de l'accroissement de pression dans le circuit.
La figure 25 montre un exemple dans lequel une couverture
57 de forme plate est fixée au récipient 19 de liquide con-
densé, et l'espace interne défini par cette couverture 57
est mis en communication avec l'atmosphère par l'intermé-
diaire d'une soupape de non-retour à air 56. La figure 26 montre un exemple de réalisation pratique dans lequel de l'azote gazeux a été emprisonné à l'intérieur du sac 55 déjà mentionné à propos de la figure 23. La figure 27 montre un exemple de réalisation pratique dans lequel unréservoir à gaz 58 est prévu à l'écart du récipient 19 de liquide condensé et, étant donné que la totalité du circuit
est remplie par de l'azote du fait de l'action de l'azote gazeux lors-
que le générateur de vapeur 13 a été arrêté, le liquide con-
densé ne gèle pas même si la température ambiante vient à
descendre au niveau de la température de congélation.
Les figures 28 et 29 montrent des exemples de réalisation pratique dans lesquels, à l'écart du récipient 19 de liquide condensé, ont été prévus un réservoir 59 d'eau de recharge et une soupape de contrôle 60 afin de recharger le circuit en eau dans l'éventualité d'une diminution du volume du liquide de condensation (liquide véhicule de chaleur). La figure 7 montre un cas dans lequel la présente invention a été appliquée à un exemple o l'unité émettrice de chaleur consiste en plusieurs unités, à savoir 3 unités, et o un récipient 19 de liquide condensé est monté dans chaque unité 16 émettrice de chaleur. Le mode d'action du véhicule de chaleur est le même que dans l'exemple donné à propos de la figure 3. Sur la présente figure, la référence 30 désigne une conduite de vapeur raccordée qui va de la conduite de vapeur 15 jusqu'à une unité correspondante 16 émettrice de chaleur, la référence 31 désigne une vanne de réglage montée sur chaque unité 16 émettrice de chaleur, la référence 32 désigne une vanne de commande d'arrivée du gaz et la référence 33 désigne la conduite d'alimentation
en gaz.
La figure 8 montre un exemple de réalisation pra-
tique dans lequel une conduite de dérivation 34, destinée à créer une dérivation évitant le serpentin émetteur de chaleur 17, a été placée entre le récipient 19 de liquide condensé et la conduite de vapeur 15. En même temps, une soupape de non- retour destinée à ne permettre la circulation
du liquide condensé que depuis le récipient de li-
quide condensé vers la conduite de vapeur 15 a été montée sur cette conduite de dérivation 34. Conformément à cet exemple de réalisation pratique, le liquide condensé se
trouvant dans le récipient 19 de liquide condensé est ren-
voyé vers le générateur de vapeur 13 sans passer par le serpentin émetteur de chaleur 17. Il en résulte que, non seulement la chute de pression peut être allégée au moment de la circulation, mais également que le serpentin émetteur de chaleur 17 ne peut être refroidi par le liquide condensé
refroidi. Sur cette figure, la référence 36 désigne un ven-
tilateur, 37 un moteur de ventilateur, et les références
38 et 39 désignent respectivement des régulateurs.
La figure 11 montre un cas dans lequel la vanne de réglage est munie d'une conduite de dérivation 40 ainsi que d'une soupape de non-retour 41 qui n'autorise l'écoulement
du liquide que vers le générateur de vapeur 13, et la fi-
gure 9 montre une variante dans laquelle l'autre extrémité
de la conduite de dérivation 34 a été raccordée à la con-
duite 18 de liquide condensé. Avec un tel agencement, si la vanne de réglage est fermée en cours de fonctionnement
et qu'une autre unité 16 émettrice de chaleur est en fonc-
tionnement, la partie émettrice de chaleur se composant de plusieurs unités comme le montre la figure 10, le véhicule de chaleur qui a été mis en stagnation peut être remis en circulation à partir du récipient 19 de liquide condensé,
même pendant la suspension du fonctionnement.
La figure 12 montre l'un des exemples de réali-
sation pratique permettant la mise en service de plusieurs radiateurs 16. Dans cet exemple, un clapet de retenue 42 du type flotteur a été monté au bout de la conduite 18 de
liquide condensé. Ceci constitue ainsi un exemple dans le-
quel, en considérant une unité séparée parmi plusieurs radiateurs, le liquide condensé peut être renvoyé du fait qu'il a été prévu un clapet de retenue 42 du type flotteur, et, si le récipient 19 de liquide condensé a été vidé,
l'air n'est pas aspiré du récipient vide de façon à assu-
rer que le liquide est bien mis en circulation depuis les
autres unités 16 émettrices de chaleur jusque dans le géné-
rateur de vapeur. Les figures 13, 14 et 15 montrent des
exemples de réalisation pratique du clapet 42 du type flo-
teur. Dans ces exemples, le clapet 42 de type flotteur se sépare du siège de clapet sous l'effet de sa force de
flottaison lorsqu'un liquide est présent, de façon à per-
mettre la circulation du liquide, mais lorsque le niveau du liquide s'abaisse et que le niveau d'écoulement devient
plus bas que le siège 43 de clapet ou que l'entrée d'écou-
lement 44, le clapet adhère au siège 43 de clapet et em-
pêche l'air de pénétrer.
La figure 16 montre un exemple dans lequel la chaleur sensible du liquide condensé est aussi utilisée en plus de la chaleur latente de condensation. A cet effet, des ailettes 45 de transfert thermique sont prévues sur le récipient 19 de liquide condensé ainsi que sur le serpentin
émetteur de chaleur 17.
Les figures 17 et 18 montrent des exemples de réalisation pratique dans lesquels l'unité émettrice de chaleur est dotée d'une fonction d'humidification. Un réservoir d'eau 46 installé à l'écart du récipient 19 de liquide condensé est rempli d'eau, et ce réservoir d'eau 46 recharge le récipient 19 de liquide condensé avec la portion d'eau qui s'est évaporée à partir de ce récipient 19, le récipient 19 de liquide condensé étant ouvert et
l'effet d'humidification résultant de l'évaporation natu-
relle de l'eau à partir de ce récipient 19. Sur la figure 18, la référence 49 désigne une conduite d'alimentation en vapeur et une partie de la vapeur est introduite dans le récipient 19 de liquide condensé et le réchauffe, par l'intermédiaire de la conduite d'alimentation en vapeur 49, lors de l'élévation de la température du liquide dans
le récipient 19 de liquide condensé.
La figure 19 montre un exemple de réalisation pratique dans lequel un serpentin émetteur de chaleur 17 est incorporé dans un réservoir 50 d'alimentation en eau chaude. L'eau contenue dans le réservoir d'alimentation en eau chaude reçoit la chaleur latente de condensation et est
ainsi chauffée. La référence 51 désigne l'orifice d'admis-
sion d'eau et la référence 52 désigne un robinet d'eau chaude. La figure 20 montre un exemple de réalisation pratique destiné à envoyer directement de la vapeur dans une baignoire 53 et à réchauffer l'eau contenue dans la baignoire 53, l'eau contenue dans la baignoire 53 étant
mise en circulation vers le générateur de vapeur 13 lors-
que le liquide véhicule de chaleur se trouvant dans le générateur de vapeur 13 s'est abaissé à un niveau bas
donné et que le chauffage a été arrêté.
Les figures 21 et 22 montrent des exemples de réalisation pratique concernant le générateur de vapeur 13, dans lesquels la vapeur peut être produite même si le volume d'eau restant devient faible, et une variante dans laquelle une conduite 54 de descente a été séparée d'une
conduite 54' de transfert de chaleur. Avec une telle struc-
ture, la conduite 54' de transfert de chaleur peut être
maintenue à un état humide du fait que le véhicule de cha-
leur en phase liquide est fourni à la conduite 54' de trans-
fert de chaleur sous l'action de la différence des densités des fluides se trouvant dans les deux conduites, et par suite la vapeur peut être produite de manière stable tout
en évitant une surchauffe du générateur de vapeur 13.
Comme mentionné ci-dessus, la présente invention
supprime la nécessité d'une pompe de circulation pour l'ali-
mentation en liquide du fait que le liquide peut être mis en circulation grâce à la différence de pression entre l'intérieur du générateur de vapeur et le récipient de liquide condensé. Il n'apparaît en conséquence aucune des difficultés de toutes natures se rapportant à la pompe de circulation. Etant donné que la pression de vapeur saturée engendrée à l'intérieur du générateur de vapeur s'établit en fonction de la chute de pression provoquée par les zones de passage de la vapeur, il est possible d'installer une unité émettrice de chaleur de toutes dimensions et configu- rations en n'importe quel' emplacement, et le diamètre de la
conduite de vapeur peut être réduit.
En outre, étant donné que l'air se trouvant dans l'installation peut être libéré à l'atmosphère au moment de
la mise en service initiale, le récipient de liquide con-
densé peut être installé à la partie inférieure de l'unité émettrice de chaleur, ce qui offre ainsi des possibilités de conception plus étendues, de même qu'il est possible d'utiliser directement le liquide condensé dans le récipient de liquide condensé pour une alimentation en eau chaude ou
une baignoire.
De plus, le passage entre la production de vapeur et l'alimentation du générateur de vapeur en liquide devant servir de véhicule de chaleur condensé peut être obtenu par simple activation ou désactivation de la source de chaleur et, ainsi, la conduite de transport peut être utilisée à
ces deux fins. Il en résulte une simplification de la struc-
ture qui permet une réduction des frais d'installation de
la tuyauterie et, en conséquence, il est possible de réa-
liser un système économique utilisant un véhicule de chaleur
en phase vapeur.
De plus, la présente invention peut être associée à la mise en oeuvre d'un récipient de liquide condensé du
type à piston cylindrique et d'un récipient de liquide con-
densé muni d'un réservoir tampon, ou d'un récipient de li-
quide condensé d'un type clos et, dans ces cas, il est pos-
sible d'éviter le contact du véhicule de chaleur et de l'air,
ce qui permet d'accroître la longévité de l'installation.
Claims (6)
1. Procédé pour le transport de chaleur dans les habitations, caractérisé en ce qu'il consiste à: produire de la vapeur d'eau dans un générateur de vapeur muni d'une source de chauffage; envoyer la vapeur d'eau à une unité émettrice de chaleur, sous l'action de sa pression, par l'intermédiaire d'une conduite de vapeur et, en même temps; stocker le liquide condensé ayant été privé de sa chaleur latente et condensé à l'intérieur de l'unité émettrice de
chaleur, dans un récipient de liquide condensé; et, lors-
que le liquide se trouvant dans le générateur de vapeur a été vaporisé et réduit à un niveau donné, désactiver ladite source de chauffage pour arrêter la production de vapeur; puis renvoyer le liquide condensé stocké à la pression atmosphérique dans ledit récipient de liquide condensé
jusqu'à l'intérieur du générateur de vapeur par l'intermé-
diaire de la conduite de vapeur, sous l'action du vide créé lors du refroidissement de l'intérieur du générateur de
vapeur; et, lorsqu'un volume donné a été renvoyé au géné-
rateur, réactiver la source de chauffage pour faire démarrer la production de vapeur, et en ce que, par répétition de ce processus, la chaleur engendrée par le générateur de vapeur
est transportée jusqu'à l'unité émettrice de chaleur.
2. Procédé pour le transport de chaleur dans les habitations selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité émettrice de chaleur se compose d'un tube émetteur de chaleur, d'ailettes de transfert de chaleur fixées sur
le pourtour de ce tube émetteur de chaleur, et d'un venti-
lateur de circulation d'air.
3. Procédé pour le transport de chaleur dans les habitations selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité émettrice de chaleur se compose d'un panneau et d'un
tube émetteur de chaleur monté sur ledit panneau.
4. Procédé pour le transport de chaleur dans les habitations selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité émettrice de chaleur est construite à partir d'un
tube émetteur de chaleur et d'ailettes de transfert de cha-
leur fixées sur le pourtour de ce tube émetteur de chaleur.
5. Procédé pour le transport de chaleur dans les habitations selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité émettrice de chaleur se compose d'un réservoir d'ali- mentation en eau chaude et d'un serpentin émetteur de chaleur
qui est incorporé à l'intérieur dudit réservoir d'alimenta-
tion en eau chaude.
6. Procédé pour le transport de chaleur dans les habitations selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité émettrice de chaleur est structurée en baignoire, la conduite de vapeur étant raccordée directement à ladite baignoire.
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