LU83072A1

LU83072A1 - Chaudiere electrique combinee

Info

Publication number: LU83072A1
Application number: LU83072A
Authority: LU
Inventors: Leon Wanson
Original assignee: Wanson Constr Mat Therm
Priority date: 1981-01-21
Filing date: 1981-01-21
Publication date: 1982-09-10
Also published as: GB2094452A; BE891836A; FR2498305A1

Description

«

Chaudière électrique combinée L'invention se rapporte à une chaudière électrique combinée.

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.

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.

Suivant l'heure, un combustible peut être plus avantageux que l’autre et inversement.

Le but de l'invention est de pouvoir utiliser indifféremment l'une ou l'autre source d'énergie sur d€ chaudières existantes.

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.

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.

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.

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 ;

P

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.

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.

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.

L’échangeur de chaleur 5 comporte une enveloppe

S

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.

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.

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. Le

V

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.

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.

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.

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 chaudière

T

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.

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.

| 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

Iment assistée par une pompe 15 placée sur le tube 6 entre la chaudière et l’échangeur, comme le montre la 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'.

; 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.

Claims

1,- Chaudière électrique combinée, caractérisée en ce qu'elle comporte, alimentant en chaleur une chaudière = principale (3) à fluide caloporteur quelconque, un groupe autonome (2,5) générateur d'énergie thermique à partir ] d'énergie électrique. a

2. Chaudière électrique combinée suivant la | revendication 1, caractérisée en ce que le groupe auto- . ·| nome générateur d’énergie thermique comprend un généra- • ·'? teur de vapeur (2) à électrodes (1) et un échangeur de ·- ; I chaleur (5) montés en circuit fermé, l'échangeur de * ! chaleur (5) comportant un premier circuit (10,11) qui se ferme sur le générateur à électrodes (2), et un se- .7 | cond circuit (6,8,9) en relation d’échange de chaleur î î | avec le premier circuit et oui se ferme sur la chaudière 3 3 | principale (3).

3. Chaudière électrique combinée suivant l'une S | quelconque des revendications précédentes, caractérisée î en ce que le premier circuit (10,11) de l’échangeur de ' ] ;·'ifr | chaleur (5) du groupe autonome (2,5) contient une vanne modulatrice (12) régulant la puissance du générateur (2) dudit groupe , commandée par un facteur de fonctionnement (température ou pression) de la chaudière principale (3).

4.- Chaudière électrique combinée suivant l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée· -..-=./ en ce que le générateur de vapeur (2) du groupe autonome :;££i;v (2,5) comporte des électrodes qui sont noyées plus ou -·.· :<?' , moins suivant le niveau du liquide à vaporiser, ce niveai; -·**' ·./ ‘•“N 8. variant suivant le degré d’ouverture de la vanne roodula-trice (12).

5. -Chaudière électrique combinée suivant l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le second circuit(6,8,9) de l’échangeur (5) du groupe autonome (2,5) contient une pompe (15). :...i7¾

6. Chaudière électrique combinée suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la chaudière principale est une chaudière à tubes de fluide à circulation forcée.

7. -Chaudière électrique combinée suivant la revendication 1, dans laquelle la chaudière principale est un générateur d'air chaud comportant un échangeur de chaleur (5'), caractérisée en ce qu'elle comporte a sa sortie des tubes (17) insérés directement dans le pre- . mi er circuit (10,11) du générateur (2) du groupe autonome, le circuit d'air qui entoure les tubes (17) faisant office de second circuit de l'échangeur (51). ! r