FR2509029A1 - Cascade condensation heat recovery circuit - has collector containing ceramic rings in open topped vessel with perforated bottom - Google Patents

Abstract

The heat-recovery circuit uses cascade condensation for the thermal processing of fumes emitted by gas boilers in blocks of flats, giving large contact surfaces on the contra-flow principle. It comprises a collector containing ceramic or synthetic resin rings in bulk, housed in a vertical cylindrical vessel (1) with a perforated bottom (2) and an open top. This collector can be mounted on top of the buffer chamber (6) into which the flue (5) discharges, and below the perforated bottom of the distribution tank (4).

Description

L'objet de l'invention concerne un dispositif récupérateur de calories à condensation par ruissellement. The object of the invention relates to a device for recovering calories from condensation by runoff.

Il est destiné plus particulièrement pour le traitement chimique des fumées des chaudières à gaz utilisées dans les collectivités. It is intended more particularly for the chemical treatment of fumes from gas boilers used in communities.

Il est connu d'utiliser des récupérateurs à condensation, soit par voie sèche, soit par pulvérisation d'eau. It is known to use condensing recuperators, either dry or by spraying water.

Les uns sont constitués par des échangeurs tubulaires placés dans le carneau à la sortie de la chaudière, ils sont de dimension réduite et en matière résistante, d'où leur faible capacité de production et leur coût élevé. Les autres necéssitent l'emploi de pompes puissantes et des systèmes de filtration complexes pour les eaux de lavage. Some are constituted by tubular exchangers placed in the flue at the outlet of the boiler, they are of small size and made of resistant material, hence their low production capacity and their high cost. The others require the use of powerful pumps and complex filtration systems for washing water.

L'objet de l'invention supprime ces inconvénients en assurant de très grandes surfaces de contact entre l'eau et les fumées et un rendement élevé découlant du coefficient d ' échange en raison des phénomènes de turbulence dont le garnissage est le siège. The object of the invention eliminates these drawbacks by ensuring very large contact surfaces between water and fumes and a high efficiency resulting from the exchange coefficient due to the turbulence phenomena of which the lining is the seat.

Il est constitué par la combinaison d'un capteur formé par des anneaux en résine synthétique ou céramique s'imbriquant les uns dans les autres et positionnés en vrac, disposés à la sortie de la cheminée et recevant à contre courant en circuit fermé l'eau de récupération passant avant son recyclage dans un échangeur. It consists of the combination of a sensor formed by rings of synthetic resin or ceramic overlapping one another and positioned in bulk, arranged at the outlet of the chimney and receiving water against the current in a closed circuit. recovery before recycling in an exchanger.

Sur le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif d'une des formes de réalisation de l'objet de l'invention le dispositif est représenté dans son ensemble vu en élévation et en coupe. In the accompanying drawing, given by way of nonlimiting example of one of the embodiments of the object of the invention, the device is shown as a whole seen in elevation and in section.

La qualité de l'échange permet d'obtenir un taux de récupération extrêmement élevé même à des températures de sortie voisines de la température limite théorique de tous récupérateurs par voie humide. The quality of the exchange makes it possible to obtain an extremely high recovery rate even at outlet temperatures close to the theoretical limit temperature of all wet recuperators.

Par sa conception même, le système de distribution de l'eau de lavage ne peut en aucun cas être obstrué, ni permettre un entraînement vésiculaire important. Il assure la presque totale récupération de la chaleur latente et sensible des fumées des chaudières à gaz. tout en lavant les imbrûlés solides et les gaz, tels les so2, O21 etc...  By its very design, the washing water distribution system cannot in any case be obstructed, nor allow a significant vesicular drive. It ensures almost total recovery of the latent and sensitive heat from the fumes of gas boilers. while washing solid unburnt matter and gases, such as SO2, O21 etc ...

Le récupérateur 1 est formé par une capacité cylindrique verticale 1 avec base comportant un fond 2 grillagé supportant les anneaux céramiques en vrac. The recuperator 1 is formed by a vertical cylindrical capacity 1 with base having a mesh bottom 2 supporting the ceramic rings in bulk.

Sa partie supérieure 3 est ouverte et placée sous le bac répartiteur 4 à fond percé par des orifices régulièrement positionnés. Its upper part 3 is open and placed under the distributor tray 4 with a bottom pierced by regularly positioned orifices.

L'arrivée des fumées 5 débouche à la base du récupérateur et dans le bac tampon 6 pourvu d'un appareillage de controle 7. The arrival of the fumes 5 opens at the base of the recuperator and in the buffer tank 6 provided with control equipment 7.

A la base du bac 6 est connectée la canalisation 8
La pompe 9 envoie l'eau de ruissellement chauffée par son passage à contre courant dans le récupérateur 1 à travers l'échangeur 10. Ce fluide après l'échange thermique est renvoyé dans le bac répartiteur 4.Line 8 is connected to the base of tank 6
The pump 9 sends the heated runoff water by its passage against the current in the recuperator 1 through the exchanger 10. This fluid after the heat exchange is returned to the distributor tank 4.

Pour parfaire la récupération de la chaleur contenue dans l'eau de ruissellement présente dans le bac tampon 6, il est prévu un dispositif de circulation d'eau entre l'échangeur 10 et le bac 6, fonctionnant par asservissement au régime de marche du brûleur de la chaudière (l'asservissement peut être mécanique, électrique, pneumatique ou électronique). Il permet par l'intermédiaire de la vanne commandée 14, de fonctionnement opposé à la vanne commandée 15 d'assurer une récupération totale de l'énergie disponible. To perfect the recovery of the heat contained in the runoff water present in the buffer tank 6, a water circulation device is provided between the exchanger 10 and the tank 6, operating by slaving to the operating mode of the burner of the boiler (the control can be mechanical, electrical, pneumatic or electronic). It makes it possible, via the controlled valve 14, to operate opposite to the controlled valve 15 to ensure total recovery of the available energy.

Dans certains cas de fonctionnement, il est prévu de dégrader "en cascade" la température de toute ou partie de l'eau circulée dans le récupérateur 1 par l'intermédiaire d'une "batterie" d'échange thermique "air/eau" repère 16. Ceci permettant d'obtenir l'eau, la plus froide possible en 4 et d'améliorer le bilan thermique global. La vanne 17 permet une dérivation de tout ou partie de l'eau circulée. La batterie 16 permet un préchauffage de l'air au brûleur de la chaudière et améliore à son tour le bilan thermique. In certain operating cases, it is planned to degrade "in cascade" the temperature of all or part of the water circulated in the recuperator 1 by means of a "air / water" heat exchange "battery" reference 16. This makes it possible to obtain the coldest possible water in 4 and to improve the overall thermal balance. The valve 17 allows a bypass of all or part of the circulated water. The battery 16 allows preheating of the air at the boiler burner and in turn improves the thermal balance.

Le cycle se poursuit ainsi d'une façon continue. The cycle thus continues continuously.

Un dévésiculeur il est placé à la sortie d'évacuation 12 ce qui assure une dépollution.  A demister it is placed at the discharge outlet 12 which ensures pollution control.

L'eau est répartie d'une façon uniforme par le bac 4 situé à la partie haute de l'appareil Elle s'écoule par gravité dans le récupérateur en croisant les fumées. Lors de ce contact intime, l'eau se réchauffe en refroidissant les fumées et en condensant les vapeurs d'eau. The water is distributed uniformly by the tank 4 located at the top of the device. It flows by gravity into the recuperator, crossing the fumes. During this intimate contact, the water heats up by cooling the fumes and condensing the water vapors.

L'eau s'écoule ensuite dans le fond du bac tampon, suivant un circuit fermé continu. The water then flows into the bottom of the buffer tank, in a continuous closed circuit.

Les fumées sortent du récupérateur lavées et saturées. The fumes come out of the recuperator, washed and saturated.

L'échange thermique est intégral, du fait de la division de la veine fluide à contre courant de la veine gazeuse également divisée d'une façon homogène sans solution de continuité dans les écoulements à contre courant. The heat exchange is complete, due to the division of the fluid stream against the current of the gas stream also equally divided without a solution of continuity in the flows against the current.

Toutefois les formes, dimensions et dispositions des différents éléments pourront varier dans la limite des équivalents comme d ' ailleurs les matières utilisées pour leur fabrication sans changer pour cela la valeur de l'invention qui vient d'être décrite.  However, the shapes, dimensions and arrangements of the various elements may vary within the limit of the equivalents, as moreover the materials used for their manufacture without thereby changing the value of the invention which has just been described.

Claims (5)

REVENDICATIONS 10 Dispositif récupérateur de calories à condensation par ruissellement destinée au traitement thermique des fumées émises par les chaudières à gaz utilisées dans les collectivités assurant de très larges surfaces de contact d'échange à contre courant se caractérisant par la combinaison d'un capteur contenant des anneaux en céramiques ou résine synthétique contenus en vrac dans une capacité cylindrique verticale (1) à fond percé (2) et à partie supérieure ouverte. 10 Heat recovery device with condensation by runoff intended for the thermal treatment of the fumes emitted by gas boilers used in communities ensuring very large exchange contact areas against the current characterized by the combination of a sensor containing rings in ceramic or synthetic resin contained in bulk in a vertical cylindrical capacity (1) with a drilled bottom (2) and an open upper part. 20 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait que le récupérateur (1) est placé sur le bac tampon (6) dans lequel débouche le conduit de fumée (5) et sous le bac répartiteur (4) à fond percé. 20 Device according to claim 1, characterized in that the recuperator (1) is placed on the buffer tank (6) into which the smoke duct (5) opens and under the distribution tank (4) with a drilled bottom. 30 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait qu'un conduit (8) est placé à la base du bac tampon (6) et est relié à une pompe (9) ainsi qu'à un échangeur (10), ce conduit (8) avec vanne (15) se prolonge pour se déverser dans le bac répartiteur (4) situé à la partie haute du récupérateur (1). 30 Device according to claim 1 characterized in that a conduit (8) is placed at the base of the buffer tank (6) and is connected to a pump (9) as well as to an exchanger (10), this conduit (8) with valve (15) extends to pour into the distribution tank (4) located at the top of the recuperator (1). 40 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait que le bac tampon (6) est pourvu d'un appa reillage de contrôle (2) alors qu'un dévésiculeur (11) est placé à la partie haute du récupérateur à la sortie de l'évacuation des fumées (12). 40 Device according to claim 1, characterized in that the buffer tank (6) is provided with a control device (2) while a demister (11) is placed in the upper part of the recuperator at the outlet of smoke evacuation (12). 50 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait que le bac tampon (6) est relié à la canalisation (8) par une dérivation (13) avec vanne (14) de fonctionnement opposé à la vanne (15). alors qu'une vanne (17) permet une dérivation de tout ou partie de l'eau en circulation et qu'une batterie (16) complète cet ensemble.  50 Device according to claim 1 characterized in that the buffer tank (6) is connected to the pipe (8) by a bypass (13) with valve (14) operating opposite to the valve (15). while a valve (17) allows a bypass of all or part of the water in circulation and a battery (16) completes this assembly.