Brevet FR2036791A1 — publié le 19701231

Les émetteurs de chaleur du type convecteur sont des surfaces d'émis- sion à faible perte de charge pour le fluide qui les parcourt, et ont de de ce fait une forme linéaire qui s'intègre aisément dans les nouveaux ensembles immobiliers. Ces appareils, à la différence des radiateurs classiques, peuvent être parcourus par un courant d'eau chaude et le A t entre la température moyenne de l'eau qui les traverse et l'ambiance est de ce fait, plus élevé et le coéfficient d'échange avec l'air par conséquent supérieur, à vitesse de l'air égale. Malheureusement, étant donné la faible hauteur du convecteur, cette vitesse est moins élevée que celle des radiateurs de hauteur notable; la conséquence en est la suivante t c'est que le convecteur de faible hauteur ne peut fournir qu'une émission de chaleur insuffisante, au mètre courant, on général. On a donc été obligé de recourir à des artifices qui sont les caches convecteurs et qui en réalité, d'une manière ou d'une autre, réalisent un effet de cheminée, et augmentent la vitesse ascensionnelle de l'air. Tous ces appareils, avec des variantes fort nombreuses, finissent par fournir une émission de chaleur suffisante et dans des conditions supérieures & celles des radiateurs classiques. L'émission de l'air chaud s'effectue sur une zone étendue, particu fièrement efficace au brassage et facilitant une mise en régime rapide. Toutefois, tous les appareils fonctionnant en convection naturelle, n'apportent aucun renouvellement d'air, ce qui serait hautement souhaitable dans les locaux où une densité d'occupation est élevée. Les réalisations en convection présentent toutes les mêmes inconvénients à savoir S mise en régime lente et obligation de créer des apports d'air frais, qui font chuter brutalement la température ambiante qui n'atteint & nouveau sa valeur de consigne qu'après un intervalle de temps souvent trop long. A l'opposé, les réalisations en air pulsé, mettent en jeu des volumes d'air importants, puisque l'air ayant un coéfficient de conductibilité calorifique faible, il faut un volume notable pour compenser les déperditions. Si l'air est repris dans le local, la mise en régime est rapide, mais l'atmosphère n'est pas renouvelée et la pollution subsiste. Si l'air est pris à l'extérieur, la pollution disparate, mais l'exploitation devient onéreuse, la puissance mise en jeu devenant importante. Une conception rationnelle et qui tient compte de tous ces impératifs est la suivante 2 - Utiliser le convecteur pour fournir une émission calorifique de base et apporter le complément nécessaire, au moyen d'air pulsé, le convecteur même étant utilisécomme batterie de chauffe élémentaire. De cette manière, on cumule en effet les avantages de chaleur des systèmes, tout en écartant leurs inconvénients propres. Au convecteur seul, on ne demande plus qu'uné émission de chaleur partielle et par suite ses dimensions vont rester modestes, le chauffage de base avec 500 calories, par exemple au mètre courant, par le t courant0 étant amplement suffisant. On obtiendra ainsi, la mise en ralenti ou un antigel de l'installa- tion. A la pulsion d'air, on ne demande pas de fournir la totalité des déperditions, mais seulement une partie complémentaire de celles-ei,par suite soufflage d'air moins important, & puissance réduite et possibilité de prendre l'air à l'extérieur sans dépense excessive. Le convecteur par son émission statique fonctionne d'une manière continue; au contraire, le soufflage d'air au travers du convecteur ést intermittent et n'apportera le complément indispensable que pendant les périodes d'utilisation accélérées, ou normales. Cette émission co-- plémentaire@ étant, par exemple, sous la dépendance d'un thermostat d'ambiance disposé dans le local considéré, ou assujettie & un programme horaire déterminé. -Le-convectéur ne fournit statiquement qu'une émission de chaleur réduite, il n'est pls nécessaire de l'assujettir i une régulation quelconque, visant à lui faire donner des calories proportionnellement aux besoins comme s'il était à simple effet. Le conveteur à double effet, dont on peut imaginer plusieurs réalisations, permet ainsi une simplification importante sur les circuit@ de distribution de chauffage qui n'ont plus besoin d'être régulés; un seul circuit à température constante suffit. La- plupart des convecteurs statiques, actuellement mis sur le marché, peuvent être équipés en vue de cette double action. La production d'air chaud doit être effectuée sans qu'il soit dérogé à la convection naturel le, l'air étant réchauffe par les surfaces d'émission qui constituent l'appareil, et l'on peut y parvenir a moyen de plusieurs procédés,soit: 1 /- Utiliser tune partie de la surface de chauffe à échauffer l'air, alors que primitivement cette partie aurait contenu de l'eau chaude. 2 /- Créer une surface de chauffe complémentaire, mise en température par conductibilité et dans laquelle on fait circuler l'air pulsé, cette surface de chauffe étant ménagée extérieurement ou intérieu rement à l'appareil d'origine. ) /- Cet air, qui sera obligatoirement pulsé au moyen de ventilateurs électriques de faible puissance, pourra titre répandu dans le local considéré, par tous orifices appropriés qui pourront accélérer la convection naturelle par un effet d'éjection, ou augmenter le volume d'air se déplaçant à l'intérieur du cache convecteur classique. Mais le convecteur ainsi conçu permet encore autre chose t au lieu d'être conçu comme un échangeur chaud, il peut fonctionner en échangeur froid. Imaginons en effet, qu'au lieu d'être parcouru par de l'eau à haute température, dont le t positif par rapport à l'ambiance favorise donc un échange thermique élevé, le convecteur soit parcouru par de l'eau froide au-dessous de la température ambiante, il sera le siège d'un échan- ge thermique inverse, c'est-à-dire que l'air, au contact de la surface froide, se refroidira, et d'une façon sensible au moyen de la pulsion d'air, mais c'est l'eau de cireulation qui se réchauffera et dans ce cas la température des retours va s'élever au-dessus de celle des arrivées. En faisant circuler l'eau de l'installation, sous l'influence des pom pes, mais bien entendu sans faire fonctionner le brûleur, on va donc produire des frigories dont il faut maintenir constante la production, le- retour général de l'installations qui aura donc tendance a stéchauf- fer, doit être refroidi. Ceci peut être réalisé de quantités de façons s - soit doubler le retour général calorifugé de l'installation de chauffage, d'un autre qui ne le sera pas et qui ne serait utilisé qu'en période d'été - Au moyen d'un jeu de vanilles, on peut sans difficulté passer de l'un à l'autre. Ce retour peut être lui-msme- refroidi dans un échangeur qui recevrait des frigories d'un groupe frigorifique, soit simplement disposé dans un manchon concentrique parcouru par l'eau froide san-itaire à contre courant, soit par tout autre moyen appropriés On peut donc combattre l'échauffement du circuit retour efficacement et maintenir ainsi constante une production de frigories dans les locaux en période d'été, ce qui améliore le confort dans des proportions limitées, mais certaines. Le procédé mixte ainsi conçu permet 1 - Une simplification importante dans les circuits de distribution. En effet, on l'a vu, il devient désormais inutile de- concevoir en chaufferie, ou ailleurs, une régulation classique visant à adapter la température du fluide chauffant à la température extérieure0 2 - Le soufflage d'air complémentaire s'accompagnant d'un brassage important, s'oppose a la stagnation de couches d'air à températures décroissantes du plafond vers le sol; il en résulte que le thermostat d'ambiance, où qu'il soit placé, sera sollicité beaucoup plus rapidement, et une économie d'exploitation est à prévoir. 30- Enfin le soufflage complémentaire permet un renouvellement d'air contrôlé qui combat l'atmosphère polluée du local. Le soufflage peut apporter aussi un rafratchissement en période d'étés à condition de continuer à faire circuler l'eau dans l'installation et en refroidissant celle-ci dans le retour général par un procédé approprié - suivant un mode de réalisation, non limitatif de l'invention, soit A un convecteur parcouru par un courant d'air produit par un ventilateur B, l'air s'échappant dans le local, à l'opposé en C.... l'eau pénètre dans le convecteur en aj et sort de celui-ci en b). Lorsque l'appareil fonctionne en émetteur de chaleur, l'eau pénètre à une température Un et sort à une température T2, et l'on a T2 - un thermostat d'ambiance D stoppe le ventilateur, lorsque le point de consigne est atteint, et le remet en marches lorsque ti a tendance & BR - lorsque l'appareil fonctionne en émetteur de frigories, l'eau pénètre à une température Tt et sort à unè température T2, et l'on a en ce cas T2 > T1 - l'air pulsé à travers l'appareil y pénètre à la température tj, car en ce cas il est exclu de prendre lrair à l'extérieur pour la raison évidente qu'en été te est > ti, et il sort de l'appareil & une température t qui est toujours inférieure & ti. En ce cas, le thermostat d'ambian- ce est mis hors circuit, soit commuté en sens inverse. La figure 2 représente l'équipement complémentaire destiné à la production de frigories. A, B, C et D étant comme précédemment, le convecteur, le ventilateur, l'orifice de soufflage et le thermostat d'ambiance, a; et b) étant encore les admissions et sorties de l'eau, c) constitue le retour général, E un échangeur dans lequel un groupe frigorifique G envoie de l'eau glacées l'eau refroidie à travers l'échangeur E revient & la chaudière F et est relancée dans l'installation sous l'influence des pompes de circulation H et revient aux orifices tels que a). à une température constante T. - suivant un autre mode (fig.3) un autre retour 9, non calorifugé, et différent du retour c), est refroidi par la circulation d'eau sanitaire froide circulant autour de lui en sens inverse dans un manchon e) concentrique au retour d);. Une vanne telle que f, permet d'utiliser soit le retour c), d'hiver soit le retour d) d'été. R E V E N D I C A T I O N S 10/ Emetteur de chaleur à double effet, caractérisé par le fait que l'émission calorifique est produite au moyen d'une convection naturelle, entre les parois extérieures ou intérieures et l'air ambiant, et d'autre part au moyen d'un soufflage d'air le long des parois intérieures ou extérieures du même appareil. 20/- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface extérieure ou intérieure est aménagée, de manière à permettre simultanément la convection naturelle, et la convection forcée. 3 /- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le soufflage d'air additionnel s'effectue dans un intervalle agencé entre deux ou plusieurs convecteurs, ou radiateurs.