Brevet FR2005536A1 — publié le 19691212

La présente invention concerne les appareils électriques de chauffage et notamment les appareils à accumulation comportant des éléments supplémentaires de chauffage rapide. Les appareils électriques de chauffage ou radiateurs à accumulation qui utilisent l'électricité fournie pendant les périodes creuses sont connus depuis un certain nombre d'années. Il existe même des radiateurs électriques qui combinent des éléments à accumulation avec des éléments de chauffage rapide comme décrit dans le brevet français nO 1.221.567. L'alimentation de ces radiateurs pendant les heures creuses est contrôlée par un interrupteur horaire qui interrompt l'alimentation à la fin d'une période creuse donnée. Il peut etre nécessaire d'utiliser des formes différentes de chauffage, alimentées en courant normal pour maintenir la température à un niveau acceptable jusqu'à c* ue l'alimentation en période creuse puisse titre de nouveau rétablie. L'invention a pour but un radiateur capable d'emmagasiner de la chaleur et de dégager une chaleur immédiate pendant les heures creuses et capable également, pendant les heures de pointe de dégager une chaleur immédiate en plus de la chaleur accumulée. Le radiateur électrique suivant l'invention peut être branché sélectivement sur un circuit d'alimentation normal et sur un circuit d'alimentation "heures creuses"; il comprend des élément de chauffage par accumulation, au moins un élément de chauffage rapide, et un commutateur capable de relier les éléments de chauffage par accumulation et l'élément (ou les éléments) de chauffage rapide au circuit d'alimentation "heures creuses", ou de relier seulement l'élément (ou les éléments) de chauffage rapide au circuit d'alimentation normale. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins annexés qui représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention. La fig. 1 est un diagramme du circuit d'un radiateur électrique suivant l'invention qui comprend un interrupteur sélecteur qui peut dtre actionné à la main pour relier sélectivement le radiateur à la source de courant normal ou "heures creuses La fig. 2 est un diagramme analogue à celui de la fig. 1, mais dans lequel le radiateur est relié automatiquement aux n sources de courant normal ou "heures creuses". La fig. 2A est une variante du schéma de la fig. 2. Le radiateur suivant l'invention comprend des éldments de chauffage par accumulation (nonreprésentés) qui peuvent titre constitués par des plaques de béton dans lesquelles sont noyés des éléments chauffants 10, d'une puissance de 1400 watts par exemple; un élément de chauffage rapide ou direct Il de 800 watts, et un élément de chauffage rapide 12 de 200 watts. Le radiateur comporte une plaque de connexions 13 pourvue de trois bornes 14, 15 et 16 reliées respectivement au conducteur sous tension d'une source de courant "heures creuses" contrôlée par un interrupteur horaire, au conducteur sous tension d'une source de courant normal et à un conducteur neutre. Le conducteur neutre 16 est relié à l'une des bornes 17de l'élément de chauffage rapide 12 de 200 watts et à la borne 18 d'un thermostat de commutation 19 bipolaire qui est associé aux éléments à accumulation. Dans une de ses positions, le thermostat relie le conducteur neutre 16 à l'une des bornes 20 des éléments à accumulation 10 et dans son autre position, le thermostat relie le conducteur neutre 16 à l'une des bornes 21 de ltélé- ment de chauffage rapide 11 de 800 watts. Le thermostat 19 prend automatiquement cette dernière position lorsque les éléments à accumulation atteignent 31500 environ et il comporte un système de réglage externe manuel non représenté qui permet de brancher le conducteur neutre 16 sur ltélément 11 de chauffage rapide de 800 watts quand on le désire. Les deux conducteurs sous tension 14 et 15 sont reliés respectivement par l'intermédiaire de fusibles 22 et 23 à un commutateur sélecteur bipolaire à deux directions 24 qutoz peut actionner à la main pour l'amener dans la position représentée en traits pleins pour relier la borne sous tension 14 de la source de courant "heures creuses" avec l'autre borne 25 des éléments à accumulation 10 et avec les autres bornes 26 des deux éléments de chauffage rapide 11 et 12, ou dans la position représentée en pointillés pour relier la borne sous tension 15 de-la source de courant normal uniquement avec les deux autres bornes 26 des deux éléments de chauffage rapide. Un thermostat d'ambiance 27 disposé à l'intérieur du radiateur ou à l'extérieur du radiateur,par exemple sur un mur ou sur un lambris, et réglé saune température pre-)déte'rminée,sert à à assurer ou à interrompre la connexion entre les deux autres bornes 26 des éléments de chauffage rapide Il et 12 et le commutateur sélecteur 24. On va décrire maintenant le fonctionnement au radiateur suivant l'invention, en supposant que les éléments de chauffage par accumulation sont froids et qu'on allume le radiateur en période d'heures creuses. On met le commutateur sélecteur 24 dans la position représentée en traits pleins pour permettre au courant "heures creuses" d'alimenter les circuits chauffants. L'agencement est tel qu'au départ seuls les éléments 10 de 1400 watts chauffent, l'élément de chauffage rapide 12 ne fonctionnant que lorsque le thermostat est fermé. Lorsque les éléments atteignent une température de 31500 environ, le thermostat 19 à double contact éteint les éléments 10 et allume le deuxième élément de chauffage rapide Il de 800 watts, ce qui fait une charge totale de 1 kilowatt pour chauffer rapidement la pièce. Lorsque la température des éléments 10 tombe nettement au-dessous de 3150C, ces éléments sont de nouveau allumés et l'élément de chauffage rapide Il est débranché. Une fois la température désirée atteinte dansla pièce, le thermostat d'ambiance 27 sert à débrancher le ou les éléments de chauffage rapide. Lorsque-la température tombe sensiblement au-dessous de la valeur désirée, le ou les éléments de chauffage rapide sont de nouveau branchés sur la source de courant "heures creuses Â la fin de la période d'heures creuses, l'interrupteur~ho- raire débranche la source de courant "heures creuses" d'avec le radiateur. La chaleur fournie à la pièce n'est alors assurée que par les éléments à accumulation. Lorsque la température de la pièce tombe au-dessous de la valeur désirée, on peut actionner le commutateur sélecteur 24 pour brancher l'élément de chauffage 12 de 200 watts sur le courant normal. On peut également bran cher l'élément de chauffage rapide 11 de 800 watts sur le courant normal au moyen du système externe de réglage du thermostat bipolaire 19. Le thermostat d'ambiance 27 fonctionne comme auparavant pour contrôler les éléments de chauffage rapide 11 et 12. A la reprise des heures creuses, on inverse le commutateur sélecteur 24 et branche les éléments à accumulation et à chauf fage rapide sur la source de courant "heures creuses" qui est alors mise sous tension et le cycle de fonctionnement recommence. Le mode de réalisation représenté schématiquement sur la fig. 2 est analogue à celui de la fig. 1, mais son fonctionnement sélectif est automatique au lieu d'être manuel. Les organes identiques portent les mêmes nombres de référence que précédemment. Comme dans le cas du fonctionnement manuel, la borne neutre 16 est reliée à la borne 17 de l'élément de chauffage rapide 11 et à la borne 18 du thermostat bipolaire 19. Par contre, les deux bornes sous tension 14 et 15 ne sont pas reliées à un commutateur sélecteur mais à un relais unipolaire à deux directions 30 Le relais 30 comprend une palette de type plongeur 31 qui comporte une bobine d'excitation 32 interposée de façon-permanente entre la borne neutre 16 et la borne sous tension de courant "heures creuses" 14.Lorsque la palette occupe la position excitée représentée en traits pleins, la borne 14 est reliée aux bornes 26 des deux éléments de chauffage rapide Il et 12 par l'intermédiaire du thermostat 27 et lorsque la palette n'est plus excitée, comme représenté en pointillés, la borne sous tension de courant normal est reliée aux bornes 26. Dans ce mode de réalisation, la borne sous tension de courant Hheures creuses" est reliée en permanence à la borne 25 des éléments de chauffage par accumulation 10. Le fonctionnement du radiateur à sélection automatique est le meAme que celui du radiateur à sélection manuelle. Du fait que la bobine d'excitation 31 du relais 30 est reliée de façon permanente à la source de courant "heures creuses", pendant la période d'heures creuses, la palette occupe la position représentée en traits pleins sur la fig. 2 pour alimenter l'élément de chauffage rapide 12 de 200 watts en courant t'heures creuses". Les éléments 10 sont également alimentés en courant "heures creuses". Comme précédemment, pendant cette période le thermostat bipolaire 19 détermine lorsque l'élément de chauffage rapide de 800 watts est allumé pour remplacer les éléments 10 et le thermostat d'ambiance 27 sert à contrôler la connexion et la déconnexion du ou des éléments de chauffage rapide. A la fin de la période d'heures creuses, les éléments de chauffage à accumulation 10 cessent dsêtre alimentés. En outre, le relais 30 cesse d'être excité, ce qui permet à la palette 31 de prendre la position représentée en pointillés pour alimenter l'élément de chauffage rapide de 200 watts en courant normal. Comme précédemment, on peut allumer l'élément de chauffage rapide de 800 watts en actionnant le système externe de réglage du thermostat bipolaire 19. Grâce à cette sélection automatique, le courant normal ne peut être utilisé lorsque du courant "heures creuses " est aisponible, et lorsque le courant "heures creuses" n'est plus disponible, la source de courant normal n'est reliée qu'à l'élément, ou aux éléments, de chauffage rapide. Les radiateurs suivant l'invention peuvent être pourvus de lampes fournissant une indication optique de celle des sources de courant qui est utilisée à un moment donné. De telles indications peuvent être très utiles, notamment dans un appareil à sélection manuelle du courant, qu'il est possible de brancher sur le courant normal plus onéreux pendant les heures creuses. On peut étendre aux appareils de chauffage par immersion dans un liquide l'utilisation de deux circuits d'alimentation sous tension en permanence. Le conducteur sous tension de courant "heures creuses" et le conducteur sous tension de courant normal sont reliés à un commutateur sélecteur manuel ou automatique qui relie l'un ou l'autre des conducteurs à l'une des bornes d'un circuit chauffant en série. Un conducteur neutre commun est relié à l'autre borne du circuit chauffant pour fermer à volonté le circuit avec l'un ou l'autre des conducteurs précités. Le relais peut être monté à l'intérieur ou à l'extérieur du carter du radiateur, comme représenté sur le diagramme de la fig. 2. En variante, le relais peut eAtre monté à l'écart du radiateur, par exemple sur le tableau ou le compteur comme représenté sur le diagramme de la fig. 2A. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée à l'exemple décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans qu'on s'écarte pour cela du cadre de l'invention. C'est ainsi que le radiateur de l'invention ne s'applique pas seulement aux tarifs d'heures creuses ou de pointe. il peut être adapté à d'autres tarifs dans lesquels les éléments de chauffage rapide peuvent 8tre utilisés indépendamment des éléments à accumulation. Par exemple pour un tarif de åour et de nuit dans lequel le courant est fourni aux éléments à accumulation et à chauffage rapide 24 heures sur 24 (la taxe étant variable suivant que le courant est absorbé par les éléments à accumulation ou à chauffage rapide) les éléments à chauffage direct peuvent être branchés seuls pendant les périodes à tarif plein, ctest-à- dire pendant les périodes normales ou périodes de pointe, - 1?EvENI)ICÂrIIONS 1 - Radiateur à accumulation qui peut être relié à une source de courant électrique "heures creuses et à une source de courant électrique normal et comprend des éléments de chauffage par accumulation, au moins un élément ae chauffage rapide et un commutateur pour brancher ou débrancher l'élément de chauffage direct par rapport à la source de courant "heures creuses ledit radiateur étant caractérisé en ce que l t élément de chauffage rapide peut être relié à la source de courant électrique "heures creuses ou à la source de courant électrique normal par un commutateur qui peut se déplacer entre une première et une deuxième position respectivement. 2 - Radiateur suivant 1 dans lequel le commutateur est un commutateur automatique comportant un circuit d'excitation relié à la source de courant "heures creuse s11 pour être alimenté par ladite source, les positions dudit commutateur étant obtenues respectivement par excitation ou désexcitation au circuit d'excitation. 3 - Radiateur suivant 2 caractérisé en ce que le commutateur automatique et le circuit d'excitation comprennent respectivement un relais et une bobine d'excitation.