LU83072A1 - COMBINED ELECTRIC BOILER - Google Patents
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Description
«"
Chaudière électrique combinée L'invention se rapporte à une chaudière électrique combinée.The invention relates to a combined electric boiler.
On constate, par suite de l'évolution technologique et économique, que l'utilisation de l'énergie électrique en vue de chauffage ou de production de vapeur, en lieu et place des combustibles traditionnels, justifie plus souvent que précédemment.It has been observed, as a result of technological and economic developments, that the use of electrical energy for heating or steam production, instead of traditional fuels, justifies more often than before.
D'autre part, si le prix des combustibles traditionnels est fixe, quel que soit le moment de son utili sation, le prix du courant électrique varie souvent sui vant l'heure d'utilisation.On the other hand, if the price of traditional fuels is fixed, regardless of when it is used, the price of electric current often varies according to the hour of use.
Suivant l'heure, un combustible peut être plus avantageux que l’autre et inversement.Depending on the time of day, one fuel may be more advantageous than the other, and vice versa.
Le but de l'invention est de pouvoir utiliser indifféremment l'une ou l'autre source d'énergie sur d€ chaudières existantes.The object of the invention is to be able to use either one or the other energy source on existing boilers.
Le problème ainsi posé est résolu suivant l'invention par l'ajoute, à une chaudière existante, à fluide caloporteur quelconque, d'un groupe autonome , générateur d'énergie thermique à partir d'énergie élec trique. Les éléments chauffants électriques peuvent, par simple inversion d’un organe de commande, être mis en service à la place des brûleurs existants, et inver sement.The problem thus posed is solved according to the invention by the addition, to an existing boiler, with any heat transfer fluid, of an autonomous group, generator of thermal energy from electrical energy. The electric heating elements can, by simply reversing a control member, be put into service in place of the existing burners, and vice versa.
2.2.
L'invention fait usage d’une chaudière électrique à électrodes, connue en soi, dont les caractéristiques particulières évitent les inconvénients majeurs des chaudières à électrodes habituelles, à savoir les variations de conductivité de l'eau, l'encrassement des électrodes et le coût de la régulation de puissance par transistors ou autres. En effet, l'invention enferme les électrodes dans un circuit fermé dont l'eau n'est pas renouvelée et la régulation se fait par variation de la surface d'électrodes noyées.The invention makes use of an electric boiler with electrodes, known per se, whose particular characteristics avoid the major drawbacks of conventional electrode boilers, namely variations in the conductivity of water, fouling of the electrodes and the cost. power regulation by transistors or others. Indeed, the invention encloses the electrodes in a closed circuit whose water is not renewed and the regulation is done by variation of the surface of embedded electrodes.
Le grand intérêt de l'invention est d'utiliser une chaudière existante avec tout son équipement, et qu'elle s'applique à tout type de chaudière, quel que soit le fluide caloporteur utilisé.The great advantage of the invention is to use an existing boiler with all its equipment, and that it applies to any type of boiler, whatever the heat transfer fluid used.
L'invention sera décrite ci-après sur plusieurs exemples de formes de réalisation, en s'aidant des dessins ci-annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'une chaudière à vapeur et d'un groupe autonome générateur d’énergie thermique ; - la figure 2 est une vue en élévation latérale ·> de l'ensemble de la figure 1, avec coupe longitudinale du groupe autonome ; - la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 1, comportant une chaudière principale de type différent ; - la figure A est une coupe transversale analogue à celle de la figure 1, d’une installation comportant une pompe ce circulation ;The invention will be described below on several examples of embodiments, with the aid of the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a cross-sectional view of a steam boiler and an autonomous group thermal energy generator; - Figure 2 is a side elevational view ·> of the assembly of Figure 1, with longitudinal section of the autonomous group; - Figure 3 is a view similar to that of Figure 1, comprising a main boiler of different type; - Figure A is a cross section similar to that of Figure 1, of an installation comprising a circulation pump;
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3.3.
- la figure 5 est une vue en coupe d’une installi tion comportant une chaudière principale à circulation forcée ; et - la figure 6 est une application de l’invention à un générateur d’air chaud.- Figure 5 is a sectional view of an installation comprising a main boiler with forced circulation; and - Figure 6 is an application of the invention to a hot air generator.
Sur la figure 1, on a représenté par 3 une chaudière à vapeur classique à laquelle l'énergie thermique est apportée normalement par un brûleur à combustible liquide, 4. Cette chaudière est complétée, suivant l’invention, par un groupe autonome générateur d’énergie thermique à partir d’énergie électrique. Ce groupe comprend un générateur de vapeur 2 dont les élec trodes sont désignées par 1, et un échangeur de chaleur 5, montés en circuit fermé. L’échangeur de chaleur 5 comporte un premier circuit (10,11) se fermant sur le générateur à électrodes 2, et un second circuit (6,8,9’ en relation d’échange de chaleur avec le premier circuit et qui se ferme sur la chaudière principale 3, le tube 9 étant relié au ballon de la chaudière, et le tu1 8 à un point inférieur de celle-ci. Le générateur de vapeur 2 est constitué d’une enveloppe de la partie supérieure de laquelle part le tube 10 et dans la part inférieure de laquelle pénètre le tube 11, ces tubes 10 et 11 étant reliés d’autre part à l’enveloppe de l’échangeur 5. Les électrodes 1 appartiennent à un cir cuit de courant alternatif comportant trois phases et un neutre. L’enveloppe 2 est reliée à la terre et une cage 14 perforée, qui sépare les électrodes de la cess de l’enveloppe 2, fait office de point neutre. la cage peut être reliée aussi à une terre indépendante. On '7. conçoit que l'on puisse assurer la protection électrique 4.In Figure 1, there is shown by 3 a conventional steam boiler to which thermal energy is normally supplied by a liquid fuel burner, 4. This boiler is supplemented, according to the invention, by an autonomous generator group thermal energy from electrical energy. This group includes a steam generator 2, the electrodes of which are designated by 1, and a heat exchanger 5, mounted in a closed circuit. The heat exchanger 5 has a first circuit (10,11) closing on the electrode generator 2, and a second circuit (6,8,9 'in heat exchange relation with the first circuit and which closes on the main boiler 3, the tube 9 being connected to the boiler balloon, and the tu1 8 at a lower point thereof. The steam generator 2 consists of an envelope from the upper part from which the tube leaves 10 and in the lower part of which the tube 11 penetrates, these tubes 10 and 11 being connected on the other hand to the casing of the exchanger 5. The electrodes 1 belong to a circuit of alternating current comprising three phases and one The casing 2 is connected to the ground and a perforated cage 14, which separates the electrodes from the cess of the casing 2, acts as a neutral point. The cage can also be connected to an independent ground. sees that electrical protection can be provided 4.
du système en plaçant un détecteur de courant de fuite entre les phases plus le neutre et la terre. Guant au liquide qui baigne les électrodes, il est constitué en principe d’eau distillée industrielle à laquelle on a ajouté un additif convenable pour obtenir la conductivité nécessaire au passage du courant, compte tenu de la tension dont on dispose.of the system by placing a leakage current detector between the phases plus neutral and earth. Guant with the liquid which bathes the electrodes, it is made up in principle of industrial distilled water to which one added a suitable additive to obtain the conductivity necessary for the passage of the current, taking into account the tension which one has.
L’échangeur de chaleur 5 comporte une enveloppeThe heat exchanger 5 has a casing
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î terminée par une tête 7 divisée par une cloison 7’ en ] deux parties auxquelles se raccordent respectivement les tubes 9 et 8 qui relient le groupe autonome à la ; chaudière 3. Les deux parties de la tête 7 sont reliées ί \ aux extrémités respectives d'un faisceau de tubes en ^ épingle à cheveux, 6. Ces tubes 6, la tête 7 et les tubes \ I 8,9 constituent le second circuit de l'échangeur, tandis 5.î terminated by a head 7 divided by a partition 7 ’into] two parts to which the tubes 9 and 8 respectively connect, which connect the autonomous group to the; boiler 3. The two parts of the head 7 are connected ί \ to the respective ends of a bundle of tubes made of ^ hairpin, 6. These tubes 6, the head 7 and the tubes \ I 8.9 constitute the second circuit of the exchanger, while 5.
On comprend immédiatement que le générateur de vapeur 2 fournit de l’énergie thermique à la chaudière 3 par l'intermédiaire de l’échangeur 5.It is immediately understood that the steam generator 2 supplies thermal energy to the boiler 3 via the exchanger 5.
On observe que la fermeture de la vanne 12 n'empêche pas la condensation dans l’enveloppe de l’échangeur ; lorsqu’on ferme la vanne, il y a chute de pression, ce qui entraîne l'aspiration,dans l'enveloppe 5 j de l'eau contenue dans le générateur de vapeur 2. LeIt is observed that closing the valve 12 does not prevent condensation in the shell of the exchanger; when the valve is closed, there is a pressure drop, which causes the water contained in the steam generator 2 to be drawn into the envelope for 5 days.
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niveau de l'eau baissant, les électrodes sont mises à sec et le passage du courant électrique est arrêté. Une action modulante de la vanne 12 entraîne une variation correspondante de la consommation d’électricité.water level falling, the electrodes are dry and the flow of electric current is stopped. A modulating action of the valve 12 causes a corresponding variation in the consumption of electricity.
L'eau contenue dans le circuit fermé du groupe autonome ne subit pas de modification de conductivité. Comme la conductivité baisse avec la température et que celle-ci est inévitablement plus basse lors de la mise en route qu'en service, et que »d'autre part, la régulation est modulante, la puissance de démarrage est d'environ 25 % de la puissance maximale et aucune autre pointe de consommation n'est à craindre.The water contained in the closed circuit of the autonomous group does not undergo any change in conductivity. As the conductivity decreases with temperature and that this is inevitably lower during start-up than in service, and that »on the other hand, the regulation is modulating, the starting power is about 25% of maximum power and no other peak consumption is to be feared.
La commutation électrique est limitée a un simple in- v terrupteur, sans autre organe de régulation que, si on le désire, un démarrage progressif des 25$ représentant la charge de démarrage.The electrical switching is limited to a simple switch, with no other regulating device than, if desired, a progressive start-up of the $ 25 representing the start-up load.
Lors de l'utilisation de l'énergie électrique, le brûleur h seul de la chaudière 3 est mis hors servi« tous les autres organes et accessoires de la chaudière ! continuant à jouer leur rêle normal. Lors de l'utili- ; / sation de l’énergie du brûleur, on met la chaudièreWhen using electrical energy, the burner h alone of the boiler 3 is put out of service "all the other parts and accessories of the boiler! continuing to play their normal dream. When using; / sation of the energy of the burner, we put the boiler
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i β.i β.
.... _ électrique à l’arrêt. L’utilisation simultanée de deux .·; 4 énergies peut être envisagée. Elle sera naturellement limitée par les caractéristiques de la chaudière..... _ electric shutdown. The simultaneous use of two. ·; 4 energies can be considered. It will naturally be limited by the characteristics of the boiler.
i j Alors que les figures 1 et 2 montrent l'installa- 1 tion suivant l'invention appliquée à une chaudière clsssi que à tubes de fumée, la figure 3 représente l’application de l'invention à une chaudière à tubes d’eau à un ballon.ij While FIGS. 1 and 2 show the installation according to the invention applied to a boiler with a smoke tube as well, FIG. 3 represents the application of the invention to a boiler with water tubes at a ball.
| La description qui a été faite jusqu’à présent . ! se rapporte à une chaudière à vapeur, mais On peut en- ·. >.· - visager l'application de l’invention à une chaudière à fluide caloporteur quelconque tel que huile , air, sel fondu, etc. Dans ce cas, les tubes 6 sont parcourus 4 * \ par le fluide à chauffer et la circulation est éventuelle| The description that has been made so far. ! refers to a steam boiler, but can be-. >. - view the application of the invention to a boiler with any heat transfer fluid such as oil, air, molten salt, etc. In this case, the tubes 6 are traversed 4 * \ by the fluid to be heated and circulation is possible
Iment assistée par une pompe 15 placée sur le tube 6 entre la chaudière et l’échangeur, comme le montre la figure 4.Iment assisted by a pump 15 placed on the tube 6 between the boiler and the exchanger, as shown in Figure 4.
Dans ce cas également, la chaudière peut être du type à tubes de fluide à circulation forcée, comme le montre la figure 5 où des pompes de circulation sent .··; désignées par 15 et 15'.In this case also, the boiler can be of the type with forced circulation fluid tubes, as shown in FIG. 5 where circulation pumps feel. designated by 15 and 15 '.
; La figure 6 montre l’application de l’invention à un générateur d'air chaud 16. Dans ce cas, une des solutions possibles est de condenser la vapeur produite I dans l'enveloppe 2 au moyen d’un échangeur de chaleur 5' à tubes à ailettes 17 placés dans la sortie d’air du générateur d'air chaud. La vapeur se condense alors dans les tubes et retourne par gravité dans l’enveloppe 2.; FIG. 6 shows the application of the invention to a hot air generator 16. In this case, one of the possible solutions is to condense the steam produced I in the envelope 2 by means of a heat exchanger 5 ' with finned tubes 17 placed in the air outlet of the hot air generator. The vapor then condenses in the tubes and returns by gravity to the envelope 2.
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