Appareil de chauffage comportant un récupérateur de chaleur

Abstract

 L'appareil de chauffage selon l'invention comportant au moins une arrivée d'air comburant, un foyer à grille (25), un cendrier (26) de récupération des déchets de combustion, une évacuation des fumées (21), se caractérise essentiellement par l'association d'une chambre de combustion (20) placée sous le foyer à tirage inversé avec un récupérateur de chaleur (4).

Description

[0001] La présente invention a pour objet un appareil de chauffage comportant un récupérateur de chaleur. On connaît des appareils de chauffage comportant une arrivée d'air comburant et un foyer sous lequel est disposée une chambre de combustion dotée d'un conduit d'évacuation des gaz brulés ou des fumées.

[0002] Dans ce type de matériel, la combustion du combustible s'effectue vers le bas ce qui permet de bruler une grande partie des gaz dégagés, évitant ainsi tout dépot de goudron et autres dans le conduit d'évacuation.

[0003] La combustion complète des gaz combustibles permet d'augmenter notablement le rendement calorifique de tels appareils. De par sa conception, ce type de matériel ne peut chauffer que la pièce où il est situé et ne peut par exemple constituer une source de chaleur d'un système de chauffage central.

[0004] On connaît également des systèmes de chauffage à foyer ouvert tel que cheminées équipées pour accroître leur rendement calorifique de récupérateur de chaleur.

[0005] Les récupérateurs de chaleur dans les cheminées-actuelles sont situées au niveau du foyer ou autour de celui-ci, dans le contre coeur et dans la hotte du conduit d'évacuation des fumées.

[0006] Lors de sa combustion, le combustible solide dégage des gaz combustibles qui pour s'enflammer doivent être portés à une température élevée incompatible avec ce type de matériel.

[0007] Ces gaz non brulés se déposent en se condensant dans le conduit d'évacuation et sur le récupérateur de chaleur montés dans la hotte ce qui se traduit à la longue par une baisse de tirage et par une baisse de rendement calorifique.

[0008] De plus pour assurer un tirage correct, les fumées au cours de leur évacuation doivent conserver une température suffisante et céder une faible partie de leurs calories ce qui restreint la faculté de récupération des échangeurs de chaleur connus.

[0009] La présente invention a pour objet de pallier- aux inconvénients énoncés, ci-dessus en mettant en oeuvre un appareil de chauffage perfectionné.

[0010] L'invention est exposée en détail suivant une forme préférentielle de réalisation en se référant aux dessins annexés en lesquels :

- La figure 1 est une vue schématique en coupe d'un appareil de chauffage selon l'invention.

- La figure 2 est une vue schématique en coupe suivant la ligne AA de la figure 1.

- La figure 3 est une vue schématique d'une cheminée selon l'invention.

- La figure 4 est une vue de trois quart arrière en perspective de la cheminée selon l'invention.

[0011] Comme représenté, l'appareil de chauffage selom l'invention comprend au moins une arrivée 1 d'air comburant, un foyer 2 sous lequel est placée une chambre de combustion 3, recevant un récupérateur de chaleur 4. Les gaz brulés dans la chambre 3 sont évacués par au moins un cnnduit 5.

[0012] Comme on peut le voir à l'examen des figures 1 et 2 l'appareil selon l'invention est du type de ceux recevant un combustible solide, mais il est bien évident que les aménagements ci-après décrits peuvent être appliqués a des appareils de chauffage à combustibles liquides ou gazeux, ou à des appareils de chauffage du type à combustible mixte.

[0013] L'appareil de chauffage tel que représenté en figure 1 comprend une arrivée d'air comburant située dans sa partie supérieure. Cette arrivée débouche dans une enceinte de grande capacité 6 et peut être partiellement ou totalement obstruée par une plaque 7 ceci afin de régler le débit d'air comburant. Le foyer 2 est équipé d'une grille 8 permettant. la communication de l'enceinte 6 avec la chambre de combustion 3. Sur cette grille est disposé le combustible solide 9 introduit dans l'appareil par une ouverture 10 située au-dessus du foyer et pourvue d'un volet rabattable de fermeture I1.

[0014] Dans sa partie inférieure et dans la chambre de combustion 3 l'appareil de chauffage est doté d'un cendrier 14 monté sur glissières 12 recevant les déchets de combustion.

[0015] Entre au moins une des parois de l'enceinte et une des parois de l'appareil de chauffage est ménagé un espace 13 débouchant dans la chambre de combustion 3 et pourvu dans sa partie supérieure d'une tubulure 15 raccordée au conduit 5 d'évacuation des fumées lui-même raccordé à l'enceinte 6.

[0016] Dans la chambre de combustion 3 et dans l'espace 13 est monté le récupérateur de chaleur 4 dans lequel circule un fluide caloporteur récupérant les calories issues de la combustion pour les céder à une installation de chauffage.

[0017] Pour faciliter le tirage de l'appareil depuis le foyer jusqu'à la tubulure d'évacuation 15, le récupérateur de chaleur est monté avec un jeu suffisant dans la chambre de combustion et dans l'espace 13.

[0018] Le récupérateur 4 est fixé à l'appareil de chauffage par tous moyens connus de l'homme de l^tart.

[0019] Ce récupérateur est constitué par au moins deux caissons raccordés l'un à l'autre 4A et 4B venant respectivement se loger dans la chambre de combustion 3 et dans l'espace 13.

[0020] Le càisson 4A disposé entre le cendrier 14 et le foyer 2 est parallèle à celui-ci ou légèrement incliné vers le cendrier pour faciliter l'évacuation des déchets issus du dit foyer dans le dit cendrier.

[0021] Le caisson 4A est doté en extrémité libre d'une tubulure 16 par laquelle est introduit le fluide caloporteur tel que gaz ou liquide. Le caisson 4B est doté en extrémité supérieure d'une tubulure 17 dessortie du fluide caloporteur.

[0022] Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 1 et 2, le récupérateur de chaleur est constitué par un caisson 4A auquel sont raccordés trois caissons 4B en communication les uns avec les autres et disposés dans un espace 13 ménagé entre trois parois verticales de l'enceinte 7 et trois parois verticales de l'appareil de chauffage.

[0023] De préférence les caissons 4A et 4B sont dotés chacun de chicanes 18 intérieures visant à augmenter le trajet du fluide caloporteur en sorte que celui-ci récupère lors de son passage dans les récupérateur Un maxima de calories.

[0024] Lors du fonctionnement de l'appareil de chauffage, la chaleur issue du foyer est dirigée par le phénomène de tirage inversé dans la chambre 3 et dans l'espace 13.

[0025] La quantité d'air comburant en excès et non employée pour la combustion du combustible subit un préchauffage lors de son passage au travers des braises du foyer ce qui la rend apte à enflammer les gaz combustibles augmentant ainsi la puissance calorifique de l'appareil et diminuant le risque de dépot de goudron dans le conduit d'évacuation, dans l'espace 13 et la chambre 3.

[0026] Pour canaliser le flux de chaleur issu du foyer sur toute la surface d'échange des récupérateurs 4A et 4B, la chambre de combustion 3 est équipée d'au moins un moyen de canalisation. Ce moyen est constitué par une paroi 19 sensiblement verticale et transversale à l'échangeur 4A venant se disposer entre la paroi supérieure du dit récupérateur et le foyer 2. Cette paroi est fixée au récupérateur 4A et au foyer 2 par tous moyens et procédés connus.

[0027] La paroi 19 constituant écran a pour fonction d'obstruer l^torifice de communication de la chambre 3 avec l'espace 13 dans le volume situé entre la paroi supérieure du récupérateur 4A et le foyer en sorte que le flux de chaleur sous l'action du tirage inversé soit canalisé vers l'extrémité avant du dit échangeur et le contourne.

[0028] De préférence, la distance séparant l'extrémité avant de l'échangeur 4A de la paroi avant de l'appareil de chauffage est plus importante que la distance séparant les côtés latéraux du dit échangeur des parois latérales correspondantes de l'appareil en sorte que la majeure partie du flux de chaleur sous l'action du tirage inversé contourne la dite extrémité avant d'être dirigée dans l'espace 13.

[0029] Pour régler le tirage la tubulure d'évacuation 15 est pourvue d'un volet manoeuwrable depuis l'extérieur et obstruant plus ou moins le passage des fumées.

[0030] La conduite d'évacuation 5 à la sortie de l'enceinte 6 pourra être également dotée d'un volet manoeuvrable depuis l'extérieur pour obstruer partiellement ou totalement l'orifice de communication avec la dite enceinte de manière à obtenir ou non le tirage inversé.

[0031] En figures.'3 et 4 est représenté un appareil de chauffage à foyer ouvert telle une cheminée d'appartement fonctionnant sur le principe de la combustion inversée et pourvu d'un récupérateur de chaleur du même type que celui précédemment décrit.

[0032] La cheminée selon l'invention comprend un foyer sous lequel est disposée une chambre de combustion 20 en communication avec un conduit 21 vertical, placé dans le contre-coeur débouchant dans la hotte.

[0033] La chambre de combustion est délimitée par deux parois latérales 22, par une paroi avant 23 et sur lesquelles est posée ou fixée une plaque foyère horizontale 24 pourvue d'un orifice transversal par exemple rectangulaire recevant une grille 25 sur laquelle est placé le combustible située de préférence à proximité du contre-coeur.

[0034] Les parois latérales 22 et la paroi avant 23 sont avantageusement constituées en matériaux réfractaires rappelant l'aspect traditionnel des cheminées.

[0035] La paroi avant 23 est dotée d'un orifice par lequel est engagé dans la chambre de combustible un cendrier 26 de récupération des déchets de combustion.

[0036] Le conduit vertical 21 est formé par un évidement ménagé dans le contre-coeur recouvert par une plaque de cheminée 27 verticale fixée sur le dit contre-coeur par tous moyens connus.

[0037] Dans la chambre de combustion 20 et dans le conduit 21 est monté avec jeu le récupérateur de chaleur 4 comportant un caisson 4A, logé dans la chambre de combustion, en communication avec un caisson vertical 4B logé dans le conduit 21.

[0038] Comme expliqué plus avant le caisson 4A est légèrement incliné vers le cendrier pour faciliter l'évacuation des déchets de combustion.

[0039] En amont du caisson 4B dans le conduit 21 est disposé un volet 28 manoeuvrable de l'extérieur obstruant plus ou moins le dit conduit pour régler le tirage de la cheminée.

[0040] Comme précédemment décrit entre le caisson 4A et la foyer est disposée une plaque 29 formant écran en sorte que le flux de chaleur issu du foyer contourne l'extrémité avant du dit caisson.

[0041] Selon une autre forme de réalisation visant à adapter les aménagements décrits à des cheminées existantes, le récupérateur de chaleur 4 est monté dans un habitacle, constitué par des tôles métalliques assemblées les unes aux autres par tout moyens et procédés connus comportant une chambre de combustion en communication avec un conduit.

[0042] Cet habitacle pourvu d'une plaque foyère horizontale avec grille vient se poser ou se fixer sur le foyer de la cheminée et se plaquer contre le contre-coeur.

[0043] Suivant une autre forme de réalisation comme représenté en fig.4, le caisson 4B épouse sensiblement la forme d'un trapèze isocèle dont la plus grande base constitue son côté inférieur en sorte que le dit caisson présente dans sa partie supérieure une surface d'échange moindre par rapport à sa partie inférieure pour réduire les pertes calorifiques au niveau de sa partie supérieure.

[0044] Dans les matériels précédemment décrits on emploie de préférence comme fluide caloporteur de l'air que l'on introduit au moyen d'un accélérateur ou d'un aspirateur dans l'échangeur 4. A la sortie du caisson 4B cet air chauffé est récupéré par un système de canalisation pour être réparti dans l'habitation. Il est bien évident que tout autre fluide caloporteur peut être utilisé. C'est ainsi que l'on pourra prévoir un récupérateur de chaleur recevant un liquide tel de l'eau pour alimenter un cumulus.

[0045] Sur le même principe on pourra prévoir un récupérateur de chaleur à fluide caloporteur mixte par exemple à air ou à eau.

[0046] A cet effet, le récupérateur de chaleur pourra être équipé de chicanes pour canaliser le flux d'air et d'un serpentin dans lequel circule l'eau.

[0047] En outre, pour augmenter le rendement thermique de ces appareils on pourra prévoir dans la chambre de combustion et au niveau de la grille une arrivée d'air comburant préchauffé au contact du foyer pour faciliter l'inflammation des gaz combustibles. Les appareils de chauffage tels que décrits fonctionnant sur le principe du tirage inversé permettent une économie importante de combustible tout en augmentant le rendement calorifique.

[0048] Il est bien évident que la présente invention peut recevoir tous aménagements ou toutes variantes sans pour autant sortir du cadre du présent brevet.

Revendications

1. Appareil de chauffage comportant au moins une arrivée d'air comburant, un foyer (2) à grille, un cendrier (14) de récupération des déchets de la combustion, une évacuation des fumées (5), une chambre de combustion (3), (20) sous le foyer à tirage inversé et un dispositif récupérateur de chaleur (4) alimenté en fluide caloporteur positionné partiellement sous le dit foyer caractérisé en ce que le dit dispositif récupérateur de chaleur comporte au moins un caisson (4A) situé sous le foyer dans le cendrier et écarté des parois de l'appareil, l'arrière du dit caisson étant raccordé à la plaque foyère par un obstacle (19), (29) en sorte que les gaz de combustion soient amenés pour rejoindre l'évacuation de fumées derrière et/ou latéralement au foyer à passer au-dessus puis au-dessous du dit caisson.

2. Appareil de chauffage selon la revendication 1 caractérisé en ce que un deuxième caisson vertical (4B) raccordé au précédent (4A) disposé dans une enceinte (13), (21) en relation avec la chambre de combustion et l'évacuation des fumées (13) est écarté des parois de la dite enceinte (13) en sorte qu'il soit contourné par les gaz chauds lors de leur évacuation.

3. Appareil de chauffage selon la revendication 1 et la revendication 2 caractérisé en ce que la surface d^téchange du récupérateur de chaleur (4) est décroissante du caisson inférieur (4A) où les échanges thermiques sont les plus importants au caisson (4B) où les échanges thermiques sont moins importants.

4.Appareil de chauffage selon la revendication 1 caractérisé en ce que le caisson inférieur (4A) est incliné par rapport à la plaque foyère vers l'avant pour faciliter l'évacuation des cendres.

5. Appareil de chauffage selon la revendication 1 caractérisé en ce que le caisson (4A) récupérateur de chaleur est positionné dans la chambre de combustion au contact de la combustion.

6. Appareil de chauffage selon la revendication 1 caractérisé en ce que entre la chambre de combustion (3),(20) l'enceinte (13),(21) et le caisson (4A) est disposé un moyen de canalisation (19),(29) en sorte que le flux de chaleur soit canalisé sous l'action du tirage inversé vers l'extrémité avant du dit échangeur et le contourne.

Dessins