Brevet FR2141439A1 — publié le 19730126

L'invention a pour objet une installation pour le chauffage électrique d'un local. On a déjà proposé, pour le chauffage d'un local par l'électrécité, de faire appel à un matériau propre à accumuler la chaleur de sorte que la chaleur peut lui être fournie par le courant électrique lorsque celui-ci est distribué à un tarif bas, par exemple la nuit, la chaleur accumulée étant restituée pour le chauffage meme aprés l'interruption du courant, dans une période diurne. L'invention a pour objet une installation qui procure un chauffage dans des conditions de rendement supérieures à celles qui étaient obtenues jusqu'ici. L'installation est en outre remarquable par ce fait qu'elle est propre à remplir des fonctions multiples et ainsi assure, pour les habitants d'un local qu'elle équipe, un confort inaccessible jusqu'ici, dans les même conditions économiques. L'installation comprend un appareil de chauffage d'air par contact àvec~Wn matériau chaud caractérisé par ce fait que le matériau chaud est du type de ceux dont la conductibilité thermique, dans le domainé d'utilisàtion, augmente aufur et à mesure que diminue sa température. De tels matériaux sont en eux-mêmes connus, et sont habituellement utilisés en tant que composants pour la construction de fours, notamment dans l'industrie de la verrerie. Mais l'application proposée par l'invention tire parti de leurs propriétés pour fournir un résultat différent de celui recherché dans la technique qù ils sont habituellement utilisés. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère au dessin annexé, dans lequel - la figure I est une vue trés schématique d'une installation selon l'invention ; - la figure 2 est une vue perspective d'un appareil de chauffage à accumulation - la figure 3 est une vue perspective d'un élément de bloc réfractaire - la figure 4 est une vue perspective d'un carter à conduits d'air - la figure 5 est une vue trés schématique en plan - la figure 6 est un diagramme. L'installation comprend un ventilateur IO (figure I) qui aspire de l'air par son entrée II à travers un filtre I7 et le refoule par sa sortie I2. Celle-ci se divise en une première branche I3 et une seconde branche I4, lesquelles se raccordent suivant une tubulure commune I5 débouchant dans un mélangeur et dont la ou les sorties se trouvent dans le local ou les locaux à chauffer. La branche I3 est dépourvue de moyens de chauffage. Par contre, la branche I4 est soumise à l'action d'un appareil de cha- fage I8. Un registre I9 est prévu sur la branche I3 et un registre 20 sur la branche I4. Ils sont commandés à partir d'un moteur 21 sensible à l'action d'un capteur de température 22 placé dans le mélangeur I6.La liaison entre le moteur électrique 21 et les registres I9 et 20 est telle qu'à partir d'une condition, comme montré sur la figure I, où le registre I9 est en partie fermé et le registre 20 totalement ouvert, le registre I9 s'ouvre progressivement et le registre 20 se ferme progressivement jusqu'à fermeture complète du registre 20 et ouverture complète du registre I9 et inversement, ce dernier étant tel qu'il n'obture jamais d'une manière complète la branche 13. L'appareil de chauffage I8 est constitué par un bloc 22 (figure 2) en matériau réfractaire, constitué par la superposition d'éléments 23. Chacun d'entre eux est en forme de parallélépipède plat et comprend une creusure 24 (figure 3) en forme de serpentin ou qui peut être rectiligne, de sorte que, par coopération avec un élément adjacent, un logement serpentiforme ou rectiligne est formé, dans lequel est placée une résistance électrique 25, dont les sorties 26 et 27 sont sur une face du bloc 22. Chaque élément 23 présente des décrochements ou évidements 28, 29, 30, 31 sur une face de grande longueur, la superposition des évidements des éléments 23 formant des gaines verticales, la partie inférieure des gaines 28, 30 prend naissance dans une chambre 32 dans laquelle aboutit une entrée d'air frais 35. La partie inférieure des gaines 30, 31 débouche dans une chambre 33 d'où est issue une sortie 36 d'air chaud. Les parties supérieures des gains 28, 29 et 30, 31 débouchent dans une chambre supérieure 51 prolongeant le bloc 22. L'ensemble constitué par le bloc 22, les chambres inférieures 32 et 33 et la chambre supérieure 51 est continu dans un carter 37, avec interposition de couches calorifuges et d'un écran anti-rayonnant. Le carter 37 est propre à être accolé par une de ses grandes faces à un carter 38 contenant le ventilateur 10 et comprenant une chambre 54, à partir de laquelle le ventilateur aspire l'air frais pénétrant par l'entrée 39 et le refoule dans une première gaine 41 en communication avec un caisson de mélange 55 sous-jacent à la chambre 54, et une seconde gaine 42 dont la sortie 43 est raccordée à l'entrée 35 du carter 37. Chacune des gaineS 4I et 43 est contrô- lée par les registres I9 et 20. Dans la réalisation représentée, le carter 37 peut aussi être accolé à un carter 38 sur son autre face, qui présente alors des entrées et sorties symétriques 35' et 36'. Les éléments 23 sont en un matériau à faible coefficient de dilatation à forte densité à grande chaleur spécifique et dont la conductibilité thermique augmente considérablement au fur et à mesure que la température diminue, et cela dans le domaine d'utilisation, un tel matériau étant, par exemple, du Z A S I68I ou Z A S 17il, comme produit par la Société ELECTRO-REFRACTAIRE 39, rue Camion 7.5 - PARIS (ver; ou un autre matériau de caractéristiques analogues. La figure 5 est un diagramme sur lequel on a porté en abscisses les températures et en ordonnées les valeurs de la conductibilité thermique, et cela pour un matériau propre à constituer un élément 23 de bloc de chauffage. pour la température de 8000C, le coefficient de conductibilité thermique est égal à 0,006 et il croit au fur et à mesure que la température diminue jusqu'à prendre une valeur supérieure à 0,OI5 pour des températures de l'ordre de 2000C. Un organe sensible à la température, 44, est en contact avec le matériau et interrompt l'alimentation en courant électrique lorsque la température dudit matériau dépasse une valeur prédéterminée de l'ordre de celle qui correspond au minimum de la conductibilité thermique. Le fonctionnement est le suivant Pendant la nuit, lorsque le courant électrique est fourni à un tarif bas, les résistances 25 sont alimentées. La température du bloc réfractaire 22 augmente. Le balayage des faces limitant les évidemments ou échancrures 28-3I par l'air en circulation chauffe ce dernier, dont la température peut atteindre à la sortie 36 plusieurs centaines de degrés. Cet air chaud est alors mélangé à l'air frais parvenant par la branche I3. Le réglage de la position des registres 19 et 20 à partir de l'organe sensible à la température 22 permet de régler la proportion entre l'air frais et l'air chaud pour que la température du local reste à la valeur souhaitée. Si la température du matériau réfractaire dépasse une valeur prédéterminée, le courant électrique est interrompu sous la commande de l'organe 44. La circulation du courant électrique peut également être sous la dépendance d'un thermostat ou airstat se trouvant dans le local à chauffer ou d'une sonde régulatrice extérieure de charge. Lorsque la période nocture s'achève et que le courant est à nouveau délivré au tarif de jour, l'alimentation des résistances électriques 25 peut être interrompu. Le bloc 22 est suffisamment chaud pour continuer à assurer le chauffage de l'air en circulation jusqu'à la période nocturne suivante en,tout ou partie suivant la demande. L'emplacement des échancrures, sur l'une et l'autre des faces des éléments, évite la naissance de contraintes génératrices de fissures. Lorsque le bloc 22 est à température élevée, sa conductibilité thermique est relativement trés faible, tandis que lorsque la température du bloc est plus basse, sa conductibilité thermique est beaucoup plus élevée, de sorte que, toutes choses égales d'ailleurs, la chaleurs emportée par l'air en circulation varie relativement peu, ce qui permet d'assurer sans difficulté un fonctionnement régulier de l'installation pour obtenir en permanence dans le local qu'il équipe le degré de chauffage souhaité et cela d'une manière automatique. Avantageusement, le boîtier 55 ou I6 est conçu pour comprendre, entre autres un appareil humidificateur, éventuellement un appareil germicide, etc de sorte que l'installation peut être utilisée également en été. Elle fournit en permanence un débit d'air qui peut être réglé une fois pour toutes en fonction de l'importance du local qu'elle équipe. L'air du local est donc constamment renouvelé comme il est souhaité et quelquefois règlementé. REVENDICATIONS I. Appareil de chauffage électrique d'un local comprenant un agent d'accumultation de chaleur, caractérisé en ce que ledit agent est un matériau réfractaire à chaleur spécifique élevée et à conductibilité thermique fortement croissante lorsque sa température diminue, avec des moyens pour faire circuler de l'air de chauffage au contact dudit matériau. 2. Appareil selon la revendication I, caractérisé en ce que ledit matériau est choisi parmi le groupe constitué par du Z A S I68I et du Z A S t7II, comme produit par la Société ELECTRO-RE FRACTAIRE 39, rue Jambon 75 - PARIS (Ier). 3. Appareil selon la revendication I, dans lequel le matériau refractaire de chauffage d'air forme un bloc constitué par un empilage d'éléments dans les plans de joints desquels sont logées des résistances électriques de chauffage, caractérisé en ce que es empilages présentent des échancrures sur des bords opposés pour constituer des gaines de circulation d'air. 4. Installation de chauffage d'un local, caractérisée en ce qu'elle comprend un appareil selon l'une des revendications précédentes prévu sur une branche d'un circuit de circulation d'air comprenant une autre branche dépourvue d'appareil de chauffage avec, à une ektrémité du circuit, un ventilateur ou analogue et, à l'autre extrémité du circuit, une chambre de mélange de l'air chauffé et de l'air nonSchauffé. 5. Installation-selon la revendication 4, caractérisée en ce que la chaRre de mélange comprend des dispositifs de traitement physique ou chimique de l'air. 6. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'appareil de chauffage est contenu dans un carter et les moyens de mise en circulation d'air et de mélange sont contenus dans un autre carteraccolable au premier.