Brevet FR2168014A1 — publié le 19730824

La présente invention se rapporte à un appareil de chauffage électrique, en particulier pour préchauffer des habitacles de véhicules automobiles, comportant un bloc d'accumulation de chaleur en matière céramique chauffable entouré par une enveloppe calorifuge à l'intérieur d'un bottier, duquel la chaleur peut être évacuée par un courant d'air engendré par un ventilateur, l'enroulement chauffant pouvant être branché sur la tension de secteur courante et le moteur du ventilateur également sur une source à basse tension, en particulier sur une batterie de véhicule automobile. On connatt un appareil de chauffage électrique de ce type, comprenant un four d'accumulation de la chaleur, dont le bloc central comportant les enroulements électriques chauffants est constitué par des plaques d'accumulation en matière céramique placées dans un bottier, une enveloppe isolante les entourant. Dans ces plaques d'accumulation sont percés des canaux disposés en alignement, auxquels est amené, par un ventilateur axial balayant les embouchures frontales des canaux, de l'air qui sort de ces canaux pour passer dans un canal collecteur et sort du bottier. Dans cet agencement, le moteur du ventilateur peut aussi fonctionner par la tension du secteur, grâce à un transformateur intercalé. Cet appareil de chauffage a un très mauvais rendement, car la pression de refoulement engendrée par le ventilateur axial est très faible et n'est guère suffisante pour équilibrer les fortes chutes de pression dans les canaux étroits traversant le bloc central, de sorte que le débit d'air de chauffage est très faible. En outre, il faut prévoir un écran d'arrêt du rayonnement, pour réduire les pertes de rayonnement frontales de l'accumulateur de chaleur. L'invention a pour objet de réaliser un appareil de chauffage électrique du type précité permettant d'obtenir, avec un bon rendement, un débit volumique d'air important pouvant être chauffé à des températures relativement élevées. On atteint cet objectif, selon l'invention, au moyen d'au moins un canal d'écoulement se trouvant sur la face extérieure de l'accumulateur de chaleur, relié au canal de refoulement d'un ventilateur radial. Cet appareil de chauffage permet d'engendrer un courant d'air de chauffage présentant, lorsqu'il sort de l'appareil de chauffage directement ou par des conduites, une température et une différence de pression par rapport à l'environnement, suffisant pour produire l'effet de chauffage souhaité, respectivement dirigé, même en des emplacements éloignés du véhicule. On peut ainsi, par exemple, effectuer au moyen de canaux correspondants, un chauffage parfait du panneau arrière, de la batterie et de l'habitacle. Selon une variante avantageuse de l'invention, on prévoit respectivement sur la face supérieure et sur la face inférieure de l'accumulateur de chaleur conformé en bloc un canal d'écoulement se présentant sous la forme d'unévidement sensiblement rectangulaire, protégé par l'isolation. Du fait que le canal d'écoulement se trouve sur la face extérieure du bloc, on peut le dimensionner de façon à former une surface de transfert de chaleur étendue pour une faible chute de pression. Il est' particulièrement avantageux de faire marcher l'appareil de chauffage selon l'invention, lorsqu'on prévoit un agencement à clapet. Cet agencement à clapet permet en plus de réguler la température de sortie de l'air en la maintenant dans un intervalle étroit, et de modifier la direction de l'air chaud qui sort dans un intervalle angulaire de + 150 , par exemple, par rapport à l'horizontale. Si l'on choisit la position du clapet de façon que la totalité du courant d'air passe par un canal, la vitesse de l'air dans le canal est presque double, mais la quantité de chaleur fournie est inférieure à celle qui est fournie dans la position du clapet pour laquelle l'air parcourt les deux canaux. Si l'air ne passe que par le canal supérieur, l'air sortant est dirigé vers le bas, tandis que s'il passe par le canal inférieur, il est dirigé vers le haut. L'agencement à clapet peut être commandé de l'extérieur de façon simple. Du fait que l'embouchure frontale du canal ou des canaux est petite, les pertes par rayonnement frontal sont faibles, de sorte qu'il n'y a pas lieu de prévoir un écran contre le rayonnement. L'appareil de chauffage électrique selon l'invention comporte, en outre, un thermostat pour le bloc d'accumulation de la chaleur, de préférence un bloc moulé en béton, ainsi que l'équipement électrique et les organes de manoeuvre nécessaires. La description détaillée qui va suivre, et les dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur les dessins annexés La figure 1 est une coupe transversale de l'appareil de chauffage selon l'invention, et La figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1. L'appareil de chauffage représenté sur les dessins comprend un bottier 1 subdivisé longitudinalement en une partie correspondant à l'accumulateur et une partie correspondant à l'appareillage. La partie correspondant à l'accumulateur est entourée, du côté de l'intérieur du bottier, par une enveloppe calorifuge constituée,par exemple, par une couche de fibres de verre, à l'intérieur de laquelle est appliquée une couche d'amiante. A l'intérieur de l'enveloppe calorifuge 2 se trouve le bloc d'accumulation qui se subdivise, dans exemple d'exécution représenté, en un bloc supérieur 3 et un bloc inférieur 4, de préférence en magnésite. La surface centrale de séparation entre les blocs comporte des évidements recevant un tube chauffant électrique 5. le bloc 3 comporte, sur sa face supérieure, un évidement 7 et le bloc 4, sur sa face inférieure, un évidement 6.Ces évidements constituent les canaux d'écoulement qui sont biseautés vers le côté de refoulement du ventilateur, respectivement vers la sortie 11 de l'appareil de chauffage, sur les côtés frontaux, le bloc moulé et l'enveloppe calorifuge étant conformés de façon appropriée à cela. On obtient ainsi une section droite d'écoulement presqutuniforme sur toute la longueur des canaux, jusqu'a la sortie 11. En dehors de ces canaux d'écoulement entourant extérieurement le bloc, on ne prévoit pas d'autres canaux d'écoulement, en particulier pas de canaux d'écoulement traversant le bloc. Dans la partie d'appareillage, un ventilateur radial 8 est placé à côté de la paroi frontale située du c8té de la partie d'accumulation, de façon que la sortie située du côté de refoulement débouche directement dans le canal d'écoulement. Du fait que la pression de refoulement engendrée par le ventilateur radial 8 est relativement élevée, la section de raccordement peut rester faible, de sorte que les pertes par rayonnement thermique sont très faibles. La partie d'appareillage comprend, en plus de l'équipement électrique et du moteur d'entrainement du ventilateur 8, un dispositif de commande d'un clapet 9 quipeut être réglé par un bouton de manoeuvre 10, de façon que l'on puisse relier à volonté à la sortie du ventilateur un seul canal d'écoulement ou les deux canaux. Sur la face supérieure du bottier 1 se trouve une poignée 2, tandis que des pieds d'appui se trouvent sur la face inférieure. L'appareil de chauffage du type décrit précédemment présente, par exemple, une longueur de 45 cm, une largeur de 23 cm et une hauteur de 30 cm. Le poids de l'appareil ainsi réalisé est d'environ 15 kg. Pour chauffer l'accumulateur, on branche l'appareil de chauffage sur le secteur, et il faut une durée d'environ 5 heures pour atteindre une température de bloc moyenne de 3000C à laquelle le thermostat arrête le chauffage, en démarrant à la température ambiante. Après mise en circuit du ventilateur, l'appareil de chauffage fournit, pour une température d'aspiration de 150C etune puissance du ventilateur radial de 26W, un débit volumique d'air maximum de 40 m3 /h, la température de sortie étant initialement de 1100C et, au bout de 2 heures, de 700C encore. R E V E N D I C A T I Q S S 1.- Appareil de chauffage électrique, en particulier pour préchauffer des habitacles de véhicules automobiles, comtor- tant un accumulateur de chaleur en céramique chauffable entouré d'une enveloppe calorifuge à l'intérieur d'un boitier, duquel la chaleur peut être évacuée par un courant d'air engendré par un ventilateur, l'enroulement chauffant pouvait être branché sur la tension de secteur courante et le moteur du ventilateur également sur une source basse tension, en particulier sur une batterie de véhicule automobile, ledit appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins un canal d'écoulement (6, 7) se trouvant sur la face extérieure d'un bloc d'accumulation de chaleur (3, 4) relié au canal de refoulement d'un ventilateur radial 8. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face supérieure et la face inférieure du bloc d'accumulation (3, 4) comportent chacune un canal d'écoulement, respectivement 6 et 7, conformé en évidement sensiblement rectangulaire, recouvert par l'enveloppe calorifuge 2. 3.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la section droite d'écoulement entre le côté de refoulement du ventilateur radial 8 et la sortie Il de l'appareil de chauffage est sensiblement constante. 4.- Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un agencement à clapet (9, 10) pour obturer l'un des canaux d'écoulement (respectivement 6 et 7).