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Ernst Werner G f e 1 1 e r , à B à 1 e (Sui).p Installation de chauffage avec utilisation de la chaleur de l'eau de condensation ou de la vapeur d'échappement de machines à fonctionnement périodique.
La présente invention se rapporte à une installation de chauffage, dans laquelle on utilise la chaleur de l'eau de condensation ou de la vapeur d'échappement de machines à fonctionnement périodique. Cette installation est essentiellement caractérisée en ce qu'on emploie, comme agent de chauffage, l'eau de condensation ou le condensat de la vapeur d'échappement, les vapeurs s'élevant par évaporation ultérieure étant condensées par l'eau de retour de l'installation de chauffage.
Dans les installations connues de ce genre, dans lesquelles une telle utilisation de chaleur doit avoir lieu, on rencontre des difficultés par suite du fait que les quantités de vapeurs ou de condensat disponibles qui
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proviennent de presses, d'autoclaves, de marteaux-pilons à vapeur et d'autres machines, varient fortement tant au point de vue de leur pression qu'au point de vue de leur importance, ce qui fait que le fonctionnement des appareils utilisant cette chaleur est défavorablement affecté.
On a, par suite, tendance à renoncer à des installations de ce genre et laisse travailler les dites machines soit à l'échappement libre, d'où résultent des pertes de chaleur considérables, ou bien on conduit l'eau de condensation dans un réservoir d'eau d'alimentation en renonçant à la chaleur d .évaporation.. Il est alors nécessaire d'alimenter la chaudière d'eau fraiche en quantité correspondante, ce qui donne lieu, comme l'on sait, à la formation de dépôts calcaires, redoutés qui portent préjudice à l'économie de l'installation ou occasionnent des frais d'établissement et de service élevés par suite de la nécessité de l'adjonction de moyens servant à l'adoucissement de l'eau.
L'invention a pour but d'éliminer ces inconvénients d'une manière simple et de résoudre le problème de l'utilisation rationnelle des vapeurs d'évaporation pour le chauffage et pour l'alimentation des chaudières.
Le dessin schématique annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Dans l'exemple suivant la fig. 1 de ce dessin, 1 désigne la source de chaleur (chaudière a, vapeur) et 2 la conduite à vapeur allant aux différents consommateurs de vapeur à fonc tionnement périodique 3. Une conduite 4 (ou plus d'une) recevant la vapeur d'échappement ou le condensat des machines à fonctionnement périodique 5 débouche dans le collecteur d'eau de condensation 5, où le conden sat se rassemble, se mélange et se détende ce qui donne lieu à l'évaporation ultérieure bien connue.
De la partie inférieure de ce collecteur 5 part la
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conduite de chauffage 6 dans laquelle est interposée la pompe de circulation 7 pour le réseau de chauffage. sur cette conduite sont br anohés les divers appareils à chauffer 8- (radiateurs, par exemple) dont leau de chauffage refroidie est ramenée à la partie supérieure du collecteur 5 par la conduite de retour commune 9. L'eau de retour tombante condense les vapeurs d'éva- poration qui s'élèvent dans le collecteur 5 ou celles qui n'ont pas été con ensées, se chauffe par la et se mélange avec le condensat chaud', de façon qu'il se produit une égalisation de température.
Par les variations, dans l'admission d'eau de condensation, d'une part, et les variations dans la quantité d'eau de chauffage dans le réseau de chauffage, d'autre part, la quantité d'eau dans le collecteur 5 est soumise à de grandes variations, et augmenterait graduellement. On empêche la montée inadmissible du niveau d'eau dans le collecteur en soutirant de l'eau de la conduite 6 par une conduite d'embranchement 10 pour l'amener à un réservoir à eau d'alimentation 11. Le réglage du niveau d'eau dans le collecteur 5 peut être effectué % la main ou automatiquement.
Suivant l'admission de la quantité d'eau de condensation au collecteur 5, la quantité de vapeurs d'évaporation ultérieure varie, de sorte qu'il peut arriver que la quantité d'eau de re- tour se rendant du réseau de chauffage au collecteur 5 ne suffise plus pour garantir une condensation complète. L'augmen- tation de pression qui se manifeste alors dans le collecteur 5 doit, toutefois, être évitée en raison des températures précises à maintenir dans les appareils à chauffer. A cet effet, on a
5/ prévu; au sommet du collecteur, une conduite à vapeur 12 qui fait passer la vapeur dans un accumulateur de chaleur 13, où elle est condensée et d'où l'eau retourne ensuite par la con- duite 14 au réservoir d'alimentation 11.
La chaleur d'évapora,-
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tien qui est ainsi libérée peut par exemple servir au chauffage d'eau d'utilisation. Au cas.par exemple où l'accumulateur 13 serait déjà chargé et que l'accumulation d'une nouvelle quantité de chaleur d'évaporation ne serait plus possible sans emprunt de chaleur à l'accumulateur, on peut soutirer de l'eau chaude de ce dernier par .une conduite 15 en ouvrant à la main un organe obturateur prévu dans cette conduite. Geci peut, toutefois, aussi être effectué automatiquement en dépendance par exemple de la température de condensat dans la conduite 14.
Il peut en outre arriver que par suite d'un service d'exploitation réduit ou complètement arrêté, l'admission d'eau de cond ensation soit interrompue partiellement ou complètement, de sorte que l'eau de retour venant du réseau de chauffage ne peut plus être chauffée à un degré suffisamment élevé. Dans un cas pareil, on amènera au collecteur de condensat de la vapeur fraîche par le moyen de la conduite 16, cette vapeur étant d'ailleurs utilisée comme la vapeur d'échappement des dites machines.
La fig. 2 représente une installation similaire à celle montrée par la fig. 1. Dans ce second exemple, on a toutefois supposé qu'un certain vide existait dans le collecteur d'eau de cond ensation 5. 4 désigne de nouveau une conduite (il pourrait aussi y en avoir plusieurs) pour l'amenée de la vapeur d'échappement et de condensât provenant des machines% fonctionnement périodique. La vapeur déchappement et le condensât sont rassemblés dans le collecteur 5 où ils subissent encore l'évaporation ultérieure bien connue, comme dans l'exemple 1.
Au collecteur 5 est reliée la conduite de chauffage 6 menant par l'intermédiaire de la pompe de circulation 7 aux différents consommateurs de chaleur 8, dont l'eau de chauffage refroidie revient par la conduite 9 au collecteur 5. Le réchauffement de cette eau de retour est effectué, comme dans l'exemple de la fig. 1, par ruissellement de celle-ci dans le collecteur 5
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vers le bas et par condensation des vapeurs y contenues.
L'élévation inadmissible du niveau d'eau dans le collecteur 5 est empêchée en soutirant de nouveau de l'eau de la conduite de chauffage 6 par la conduite d'embranchement 10 pour l'amener au réservoir d'alimentation 11.par l'intermédiaire d'un tuyau de chute 17, dont la hauteur-h doit correspondre pour le moins au vide régnant dans le collecteur 5.
La mission de la conduite 12 du cond enseur ou accumulateur 13 a été expliquée en regard du premier exemple. Après cet accumulateur 15 est disposée une pompe à vide 18, qui est destinée à maintenir le vide dans l'ensemble du système de condensation. L teau de précipitation du condenseur ou accumulateur 13 se rend par le tuyau de chute 14, dont la hauteur .!!:. doit également correspondre à la dépression régnant dans le système de condensation, au réservoir d'eau d'alimentation 11.
Le but de la conduite 14 a également été expliqué en regard de l'exemple de la fig. 1.
La fig. 3 montre un troisième exemple qui se rapporte au même genre d'installation de chauffage que la fig. 1. Le fonctionnement de cette, installation ressort bien des; explica- tions, précédentes. La seule différence est que l'installation de la fig. 3 est complétée par un régulateur de température.
Les consommateurs de chaleur sont constitués ici par des réchauffeurs d'air servant ;par exemple au chauffage rapide de grands espacea.En dehors de ces réchauffeurs d'air il y a toutefois encore des surfaces de chauffe, statiques pour maintenir la température dans l'espace au degré voulu et pour chauf- fer des bureaux etc., ces surfaces de chauffe étant représentées ici par les consommateurs 8 et chauffées, par conséquent, au moyen de l'eau chaude venant du collecteur 5. La quantité de vapeur soutirée de la chaudière 1 par la conduite à vapeur 2
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et amenée aux consommateurs de vapeur 3 est réglée ici par un organe régulateur 17, en dépendance de la pression ou de la température régant dans le collecteur 5.
Quand l'espace est chauffé par exemple le matin à la température désirée au moyen des réchauffeurs d'air 3, ce qui fait que du condensat plus chaud et par conséquent une quantité de vapeur plus grande arrive au collecteur 5, la température de l'eau, de chauffage qui est refoulée aux surfaces de chauffe statiques 8 par la conduite 6 au moyen de la pompe 7 monte jusqu'à un certain degré désiré. L'eau, de chauffage refroidie revient au collecteur 5 par la conduite de retour 9, comme on l'a déjà fait remarquer pour l'exemple de la fig. 1. L'organe de réglage 17 a pour but de régler la température de l'eau, de chauffage contenue dans le collecteur 5 de façon qu'elle ne dépasse pas une valeur désirée.
Cet organe régulateur commence par conséquent à intercepter l'arrivée de vapeur à l'instant ou. l'espace à chauffer est suffisamment chauffé par les réchauffeurs d'air 3 et où il ne s'agit plus que de maintenir cette température au degré voulu, (le qui peut être effectué avec un débit de chaleur considérablement plus petit, c'est-à-dire avec les surfaces de chauffe statiques 8.
. Il est évident qu'ici aussi l'ensemble du système de condensation peut être soumis à l'effet d'un certain vide, comme cela a. été dit en regard de l'exemple de la fig. 2.