Brevet FR2023945A1 — publié le 19700821

L'invention se rapporte à une installation de chauffage par le sol et consterne plus particulièrement une installation à tubes de matière plastique dans lesquels le fluide caloporteur en circulation est de-lteau chaude. On connaît depuis longtemps des systèmes de chauffage par le sol des genres les plus différents. On a mis en oeuvre pour ce type de chauffage des installations à air chaud et à eau chaude et les matériaux utilisés ont été non seulement des céramiques, mais également, notamment ces dernières années, des tubes de fer. Par ailleurs, les tubes de polyéthylène, qui ont été utilisés avec succès dans les installations de réfrigération, notamment pour les patinoires artificielles, ont été également utilisés pour le chauffage au sol en horticulture. De plus, on a également résolu certains problèmes de chauffage des locaux à l'aide de tubes de polyéthylène. Il s'agit toutefois, dans ce cas, de locaux dans lesquels la température ne doit pas être très élevée, mais dont le chauffage est destiné uniquement à empêcher les marchandises entrepo sées ou les personnes qui s'y tiennent d'être exposées à un froid excessif, ce genre de chauffage étant destiné par exemple à des garages ou à des chapelles sacrées.Lorsque l'air ambiant peut rester à des températures relativement basses, la température d'entrée de l'eau chaude circulant dans les tuyaux de matière plastique peut être également relativement basse. Donc, les installations de chauffage à tubessspeolyéthylène basse pression qui ont été réalisées ont donné jusqu'à présent satisfaction, bien que cette matière, de par sa nature même, convienne mal à cette application, car elle est attaquée par l'eau chaude ; en effet, les expériences qui ont été faites n'ont pas encore permis d'observer des dégâts, car cette technique est relativement récente.On a re noncé jusqu'à présent à utiliser d'autres types de matière plastique pour les installations de chauffage au sol, car ceux qui sont réalisés dans les matières synthétiques connues les plus diverses, notamment en polybutadine ou en polypropylène, se rétrécissent, c'est-à-dire que leurs cotes diminuent en service et donc leur pose soulève des difficultés. On connaît par ailleurs des plaques de chauffage par rayonnement placées dans le sol, les murs ou le plafond de locaux d'habitation et de magasins. Ces plaques sont formées d'éléments préfabriqués constituant un système d'unités de montage se composant d'un panneau isolant (tels que ceux connus sous le nom "Isorel") de support sur lequel repose un matelas en treillis métallique et supportant un serpentin de chauffage formé de tubes de matière plastique/recou- vert d'un autre matelas en treillis métalliques fixé au premier par des agrafes d'acier passant entre les tubes et traversant également le panneau isolant de support de manière à maintenir les tubes de matière plastique en place ; du béton gras remplissant les interstices situés entre les deux matelas et les tubes du serpentin contribue à la fixation de ce dernier.Une telle plaque de chauffage par rayonnement constitue certes un élément dont la fabrication est relativement bon marché et qui peut être monté rapidement par le système de construction par blocs, mais il a les mêmes inconvénients que les systèmes de chauffage connus mentionnés à tubes de matière plastique. En effet, ces éléments de chauffage étant destinés à des bureaux et à des locaux commerciaux, la matière plastique des tubes de circulation d'eau chaude subit des tensions internes dues au béton qui les entoure et les maintient en place et qui est nécessaire pour absorber la pression sous laquelle l'installation de chauffage fonctionne, les tubes de matière plastique étant uniquement destinés à présenter une paroi lisse afin de réduire la résistance à l'écoulement et à assurer l'étanchéité afin d'empêcher les fuites du fluide de chauffage. Par ailleurs, les températures élevées d'arrivée du fluide de chauffage provoque les mêmes dégâts au matériau que dans les modes de réalisation mentionnés précédemment. En outre, les frais de fabrication de cet elément de chauffage sont trop élevés dans certaines applications et son poids, qui est relativement élevé, nécessite une assise relativement solide. Le prix et le poids de ces éléments interdisent donc en particulier leur application aux installations de chauffage des bâtiments d'élevage, par exemple aux exploitations d'aviculture intensive , aux porcheries et box de reproduction des porcs. L'invention a pour objet un chauffage par le sol dont les diverses pièces sont mieux adapatables aux conditions locales que les tubes de fer et dont le poids est considérablement plus faible que ces derniers ; par ailleurs, les frais de fabrication et de montage de ces diverses pièces sont bien inférieurs à ceux des tubes de fer et à ceux des installations connues de chauffage par le sol comportant des tubes en matière plastique dont l'invention évite, de plus, les inconvénients, ainsi -que ceux des installations de chauffage qui doivent conférer à l'air ambiant une température elevée et, en conséquence, dont les températures du fluide de chauffage sont élevées.Par ailleurs, l'installation de chauffage selon l'invention peut non seulement être montée simplement, facilement et à bon marché, mais elle est également démontable de manière correspondante, car elle peut être réalisée en éléments préfabriqués et adjointe à des constructions existantes. En effet, l'installa~ tion selon l'invention offre également la possibilité d'équiper de manière simple et relativement bon marché des bâtiments existants sans chauffage afin qu'ils puissent être chauffés de manière régulière et agréable, par exemple des bâtiments d'élevage dans lesquels les installations connues de chauffage ne pourraient être installées qu'au prix de transformations difficiles. Selon une particularité essentielle de l'installation de chauffage au sol selon l'invention, dont le fluide caloporteur est de l'eau chaude circulant dans un tube de matière plastique, ce tube est posé de manière qu'il conserve sensiblement sa position par rapport à son support, par exemple la semelle du sol et, le cas échéant, les parois latérales d'un local, même enpré- sence de dilatations thermiques dont l'absorption est calculée de manière que le tube ne subisse aucune contrainte critique. Différents modes de pose ou de suspension selon l'invention permettent d'obtenir ce résultat. Par exemple, le tube de matière plastique peut être replié pratiquement dans un plan en tronçons parallèles ou en spirale épousant sensiblement la forme du local et reposer sur la semelle de ce dernier de préférence avec interposition d'un panneau isolant. Les tubes de matière plastique des installations de chauffage à l'eau chaude de l'art antérieur étaient disposés en méandressoit à une ligne dont une extrémité était raccordée à l'arrivée et l'autre au départ du fluide de chauffage, soit à ligne double à arrivée et départ parallèles, car les spécialistes estimaient que cette disposition était la seule à permettre, d'une part, une répartition régulière de chaleur sur les surfaces recouvertes par les eléments de chauffe et, d'autre part, un enveloppement des tubes par le béton de manière que les contraintes restent faibles, notamment aux endroits où les tubes sortent du béton. On a estimé en effet que le choix de; cette forme en méandre permet au béton d'enrobage d'exercer une contre-pression perpendiculairement aux tronçons latté~ raux du tube de matière plastique et d'absorber avantageusement les contraintes exercées par la dilatation thermique sur la matière plastique, car le tendance de cette dernière à se dilater latéralement exerce des efforts de compression de sens inverse sur le béton. La solution apportée par l'invention telle que définie ci-dessus permet de manière surprenante la réalisation d'un système de chauffage à tubes de matière plastique qui, même s'il ne doit pas être enrobé dans du béton, permet à cette matière de subir les dilatations thermiques sans être exposé à des contraintes critiques. Bien entendu, il est également possible d'effectuer la pose conforme à l'invention des tubes de matière plastique avec remplissage des interstices séparant les tronçons de ces derniers, le tube pouvant aussi être placé de manière connue dans du béton. Une autre variante de réalisation de l'invention s'est avérée particulièrement avantageuse pour le chauffage de bâtiments d'exploitations agricoles et notamment d'aviculture intensive et d'elevage des porcs Selon une particularité essentielle de cette variante de réalisation, des fixations elastiques maintiennent les conduits de matière plastique en place. Les éléments de suspension élastique peuvent être disposés le long d'un bord de la semelle de plancher supportant les conduits, par exemple le long d'un coté du bâtiment, mais elle peut également être disposée le long de deux bords opposés de cette semelle, par exemple le long de deux cotés opposés du bâtiment. En variante, les tubes de matière plastique peuvent être avantageusement fixés sur un cadre tendeur.Dans les installations de chauffage au sol selon l'invention à collecteurs d'arrivée et/ou de départ, ceux-ci peuvent être fixés à des ressorts tendeurs. Un matériau convenable peut également remplir avantageusement les interstices séparant les tronçons du tube de matière plastique dans ce mode de réalisation à fixation élastique. La description qui va suivre en regard des dessins annexés fera mieux comprendre l'invention sans toutefois la limiter. Sur ces dessins les figures 1 et la représentent en plan et en coupe transversale une installation fixe de chauffage au sol selon l'invention dans laquelle les tubes de matière plastique repliés enparallèle ou en spirale sont posés dans la chappe les figures 2 et 2a sont une vue en pin et une coupe transverse le d'une variante de réalisation de l'invention dans laquelle les tubes de matière plastique sont tenus par des fixations à ressort ; et les figures 3 et 4 sont des vues en plan d'autres variantes de réalisation dans lesquelles les tubes de matière plastique sont également tenus par des fixations à ressort. Dans tous les exemples représentés de réalisation, l'eau chaude provenant d'une chaudière de type classique circule dans les conduits. La référence 1 désigne l'arrivée et la référence 2, le départ des conduits. Les tubes de matière plastique du mode de réalisation des figures 1 et la reposent sur la semelle normale de béton du bâtiment ou des divers étages. Il est possible de prévoir un panneau isolant de compensation de la dilatation du béton. Si cette installation de chauffage est montée par exemple dans des locaux d'élevage dans lesquels il importe que le chauffage puisse,d'une part,être installé à bon marché et, d'autre part, puisse être démonté vite et facilement sans conséquences fâcheuses pour le bâtiment devant hêtre affecté à un autre usage, une matière de remplissage convenable, bon marché et pouvant hêtre enlevée rapidement, par exemple du béton, peut être placée sur et entre les divers tronçons du tube de matière plastique afin de permettre le nivellement du sol. Ce mode d'installation de chauffage selon l'invention convient cependant aussi particulièrement bien aux immeubles d'habitation, aux immeubles industriels et aux grands locaux de bureaux. Dans ce mode d'application, les espaces séparant les tronçons du tube de matière plastique posés de pré- férence avec interposition d'un panneau isolant sur la semelle normale de béton du bâtiment et des divers étages peuvent être remplis de béton sur lequel est placé de préférence un treillis 5 en acier marchand recouvert d'une chape .Une installation de chauffage disposée de cette manière ntest certes pas aussi facilement démontable qu'une installation dans laquelle la matière de remplissage est par exemple du sable, toutefois, ce mode de pose prévu pour cette application particulière offre également la possibilité d'enlever l'installation sans pratiquement causer aucun dégât au bâtiment, la chape et le béton de remplissage étant enlevés avec elle. Il faut remarquer que la grande surface par laquelle l'instal~ lation selon l'invention émet la chaleur lui permet d'être à des températures relativement basses qui sont plus favorables à lthumidité de l'air des locaux chauffés que celles auxquelles les installations de chauffage de l'art antérieur fonctionnent. Un autre avantage de ce système de pose des tuyaux de chauffage est qu'aucune installation n'occupe les surfaces des parois des locaux chauffés et par ailleurs, le chauffage est régulier sur l'ensemble du local. L'air monte de la totalité de la surface de la pièce dans laquelle il se répartit régulièrement.Dans les deux cas, le tuyau de chauffage enroulé en parallèle ou en spirale et, dans la réalisation de la figure 1, comportant des arrivées et des départs parallèles, peut être réalisé indèpen damment du local auquel il est destiné et être amené sur place à ltétat terminé pour y être monté, mais il peut également être préparé au lieu d'utilisation. Lorsque les tubes de matière plastique sont posés dans du béton, la chaleur leur fait subir un léger retrait, mais l'expérience a montré que les variations qu'ils subissent sont très faibles et n'ont aucune conséquence fâcheuse pour l'ensemble du système. Il est possible de poser dans le béton 4 des joints de dilatation 3 qui ameliorent la compensation des tensions.La pose des tubes selon l'invention confère au chauffage les mêmes avantages de distribution régulière de la chaleur que les installations à tubes de matière plastique posés en méandres, mais elle n'en n'a pas les inconvénients. Les figures 2 et 2a représentent une installation mobile de chauffage au sol qui convient particulièrement bien aux bâtiments des exploitations agricoles et notamment à des locaux d'aviculture intensive ou d'éle vague des porcs. Sur la figure 2, les références t et 2 désignent également l'arrivée et le départ de la tuyauterie, mais dans ce cas, ceux-ci sont situés d'un côté du local ou du cadre tendeur 7 dont l'autre côté est occupe' par des ressorts 8. Ces ressorts peuvent naturellement être fixés également au bâtiment, auquel cas le cadre tendeur 7 est supprimé et des collecteurs d'arrivée et de départ sont montés sur un mur du bâtiment. Chaque tuyau de matière plastique issu du collecteur d'arrivée auquel il est fixé par un raccord spécial non representé parvient à proximité de la paroi opposée du bâtiment où il est fixé par un étrier 9 retenu de manière mobile par un ressort tendeur 8, puis il retourne au collecteur de reflux. La distance séparant un conduit d'arrivée de son conduit de départ est avantageusement de 20 cm. Du sable fin remplit les insterstices situés entre les tuyaux afin d'améliorer le transfert de chaleur. La litière habituelle destinée par exemple à la volaille est placée sur ce système de chauffage. Les systèmes des figures 3 et 4 sont posés exactement de la même manière que celui de la figure 2 sur la semelle 10, isolée de manière classique, du local d'élevage. Le mode souple de pose de la figure 2 convient en particulier aux locaux atteignant 20 m2. Le système de chauffage de la figure 3.convient par contre avantageusement aux locaux d'élévage atteignant 45 m. Contrairement à l'installation de la figure 2, les collecteurs d'arrivée et de départ de la figure 3 ne se trouvent pas du même côté du local, mais chacun d'eux se trouve d'un côté de celui-ci. Dans ce cas, le collecteur 1 d'arrivée est mobile et suspendu à des ressorts tendeurs 8. La pose s'effectue comme dans le cas de la figure 2 sur la semelle isolée existante de béton. La pose du chauffage au sol selon la figure 4 convient en particulier aux locaux d'élevage de surface supérieure à 45 m2 et pouvant 2 atteindre au maximum environ 100 m2. Les collecteurs d'arrivée et de dé- part sont disposés de la même manière que dans l'installation de la figure 3. La seule différence de ce système est que le collecteur de retour est également mobile et suspendu à des ressorts tendeurs 8. Les modes décrits de chauffage au sol offrent l'avantage particulier pour les locaux d'aviculture que la chaleur arrive exclusivement par le bas, contrairement aux installations de chauffage classique, et empêche la condensation de se former sur la litière. Celle-ci reste sèche. Les germes de maladie n'ont ainsi aucune chance de se développer sur cette litière sèche. La répartition d'air chaud dans le local a moins d'importance pour l'élevage des poulets que le chauffage uniforme de la litière placée sur les tubes de chauffage par le sol. Les installations de chauffage des figures 2 à 4 sont conçues spécialement pour être réalisées indépendamment des locaux pour lesquels elles sont prévues et pour être montées sous forme d'un ensemble et elles offrent la possibilité d'être démontées de manière simple et rapide en cas de nécessité. Ainsi, les locaux d'élevage qui ne pouvaient être chauffés, jusqu'à présent,qutau prix de transformations difficiles, peuvent l'être de manière simple, régulière et agréable. REVENDICATIONS 1. Installation de chauffage au sol à tubes de matière plas en circulation tique dans lesquels le fluide caloporteur/est de l'eau chaude, caractérisée en ce que les tubes de matière plastique sont posés de manière à conserver sensiblement leur position par rapport à leur support, par exemple la semelle et, le cas échéant,ou les parois latérales du local, malgré les dilatations thermiques, celles-ci étant absorbées de manière à éviter les contraintes critiques de la matière constituant les tubes. 2. Installation de chauffage par le sol selon la revendication 1, caractérisée en ce que les tubes de matière plastique sont repliés pratiquement dans un plan de manière à former des tronçons parallèles ou en spirale épousant sensiblement la forme du local et sont posés sur la semelle de ce dernier, de préférence avec interposition d'un panneau isolant. 3. Installation de chauffage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble des tubes de chauffage en matière plastique est tenu par une fixation élastique. 4. Installation de chauffage au sol selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite fixation élastique est montée sensiblement le long d'un bord de la semelle de support des tubes de matière plastique, par exemple le long d'un côté du bâtiment. 5. Installation de chauffage au sol selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisée ence que la fixation élastique est disposée sensiblement le long des bords opposés de la semelle de support des tubes de matière plastique, par exemple le long des c8tés opposés du bâtiment. 6. Installation de chauffage au sol selon l'une des revendications 3, 4 et 5, caractérisée en ce que les tubes de matière plastique sont montés dans un cadre tendeur. 7. Installation de chauffage au sol selon l'une des revendications 1, 3, 4, 5 et 6, comportant des collecteurs d'arrivée et, le cas échéant, de départ, caractérisée en ce que lesdits collecteurs d'arrivée et, le cas échéant, de départ, sont retenus par des ressorts tendeurs. 8. Installation de chauffage au sol selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'une matière de remplissage est placée dans les interstices séparant les tronçons repliés ou les tronçons rectilignes de matière plastique. 9* Installation de chauffage par le sol selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que les tronçons de tubes de matière plas- tique sont posés dans du béton.