Brevet FR2191391A1 — publié le 19740201

L'invention, concernant un dispositif de chauffage électrique, est plus spécifiquement relative à un élément plat préfabriqué en béton pour obtenir un chauffage de surface, comportant un serpentin de chauffage qui est noyé, au moins partiellement, dans le corps de l'élément, en béton armé. On connut des éléments de béton préfabriqués de ce genre, en prévoyant comme serpentin de chauffage un tube permettant d'y faire circuler un agent calorifique ou bien d'y passer un cabale de chauffage électrique. La fabrication de ce deuxième genre d'élément se révèle particulièrement délicate. I1 est difficile de maintenir les éléments de chauffage, lors du bétonnage, dans la position correcte et d'éviter avec certitude tout contact entre l'élément de chauffage et l'armature, en particulier lorsque le béton doit & re vibré. C'est pourquoi quand on fabrique de telles plaques de chauffage électrique, que ce soit sur place ou comme éléments préfabriqués, en général on renonce principalement à la mise en vibration. Un autre inconvénient est que les éléments ou câbles de chauffage employés présentent un faible diamètre et par suite,ils ne doivent pas fonctionner en ayant des températures superficielles exagérément hautes, en cas d'incorporation directe dans le béton, et les éléments ou câbles de chauffage coûteux doivent être posés dans des serpentins bien serrés, c'est-à-dire à faible écartement entre les brins parallèles du serpentin. Aussi la consommation en matériel coûteux estelle très élevée. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Avec un élément plat selon l'invention, le serpentin de chauffage comporte un câble de chauffage posé dans un tube de protection. De cette façon on peut insérer le serpentin de chauffage comme un tuyau habituel de chauffage par eau chaude, sans se soucier des contraintes mécaniques. On peut vibrer le béton, ce qui est important, pour réaliser des éléments de bonne qualité. La température superficielle du tube de protection peut etre maintenue basse, par exemple au voisinage de 500 C. Néanmoins, avec un serpentin de chauffage relativement court on peut développer suffisamment de chaleur. On évite des difficultés lors de la mise en place du câble de chauffage dans le tube de protection, grâce au fait qu'un câble de chauffage électrique est introduit avec jeu dans un tube protecteur droit, et qu'ensuite le tube protecteur, comportant à son intérieur un cabale de chauffage inséré, est courbé pour former un serpentin de chauffage, ou bien des pièces tubulaires séparéessont enfilées sur le câble de chauffage et reliées pour former un serpentin de chauffage, puis les serpentins de chauffage sont noyés dans un corps plat en béton en s'arrangeant pour que les connexions de raccordement du câble de chauffage restent accessibles. Pour les longueurs de serpentins de chauffage qu'on peut utiliser, la rigidité du cible de chauffage disponible suffit pour l'insertion de ce dernier dans le tube de protection droit. De préférence le tube protecteur est en fer. Ainsi, non seulement il offre une protection à l'encontre des sollicitations mécaniques du cabale de chauffage lors de la fabrication et aussi dans l'élément terminé, mais, de pius, il évite que des champs perturbateurs électriques ou magnétiques soient rayonnés par l'élément. Les extrémités de raccordement du cible de chauffage peuvent sortir de préférence d'un coté plat de l'élément, de sorte qu'avec des éléments placés les uns à cEté des autres pour former une couverture les endroits de raccordement-sont facilement accessibles pour réaliser les connexions. Dans ce cas les câbles de chauffage peuvent etre à une seule arme, de sorte que les raccordements sont nécessaires aux deux extrémités des serpentins de chaumage. Néanmoins on peut également utiliser des cabales à deux ou à trois ames qui sortent seulement à une extrémité tk tube protecteur et qui peuvent titre branchés sur une phase ou sur trois phases, tandis que les Armes du câble sont court-circuitées à l'autre extrémité. L'espace compris entre la paroi du tube et le câble de chauffage peut titre rempli d'une matière appropriée présentant une conductibilité thermique élevée et/ou une chaleur spécifique élevée. On peut prévoir par exemple un remplissage d'huile ou de sable. Dans le cas d'un remplissage d'huile des connexions appropriées doivent être disposées aux extrémités du tube, et ces connexions doivent être élastiques pour absorber la dilatation de l'huile ou bien former un coussin d'air. Par ailleurs les extrémités du tube sont normalement courbées vers le haut, de façon que l'huile ou le sable ne pusse par ailleurs sortir. De ce fait 'élément acquiert une capacité calorifique particulièrement élevée et permet un fonctionnement aussi avantageux que possible pour une proportion élevée de courant de nuit.Le réglage de la commande peut s'effectuer, pour une ou plusieurs chambres, en commun à l'aide de thermostats et à cet effet pour régler la température des chambres on peut prévoir des thermostats d'ambiance et des thermostats incorporés dans les éléments pour limiter leur température. Le branchement et la déconnexion du chauffage peuvent & re obtenus en outre au moyen d'une horloge commutatrice. Ainsi qu'il a été dit déjà, les câbles de chauffage et les tubes protecteurs doivent entre dimensionnés pour que les tubes protecteurs atteignent une température appropriée, par exemple 500 C. Au cours du fonctionnement les câbles de chauffage peuvent atteindre une température superficielle sensiblement plus élevée. Lors de la fabrication des tubes il faut, autant que possible, procéder rationnellement pour bien utiliser les matières premières. Les tubes, qui sont très rarement disponibles exactement à la longueur nécessaire pour un serpentin de chauffage, sont de préférence soudés les uns aux autres par tronçons de façon continue, puis courbés et finalement coupés à une extrémité du serpentin. Au contraire les câbles de chauffage seront déroulés à partir d'un dévidoir. Afin de ne pas devoir alors entraSner les cibles de l'arrière, à l'endroit où les tubes seront soudés et ajustés, les longueurs de cible nécessaires seront chaque fois enfilées, immédiatement avant déplacement du tube, de l'avant dans la machine à cintrer, c'est-àdire à partir de l'extrémité avant, dans la direction de circulation du tube ; puis coupées devant le tube. Après courbure du tube l'extrémité artère du serpentin tubulaire obtenu est soigneusement coupée, de façon que le cible ne soit pas endom magé. Autour des extrémités de câble en saillie on peut alors enfiler, dans les extrémités de tubes, des douilles de protection et isolantes et disposer les capsules de raccordement. Après la prise du serpentin de chauffage dans le béton les extrémités des tubes, aussi bien que les raccordements de cables, doivent entre de préférence en saillie et accessibles sur un c8té plat ou étroit de l'élément. Nais on peut aussi procéder de façon que le tuse protecteur soit obtenu de façon continue à partir d'une bande ou d'une pièce profilée ouverte appropriée, par courbure sur elle-même de la bande ou de la pièce profilée pour obtenir une section en forme de tube. Dans ce cas on peut faire entrer le câble de chauffage, avant fermeture de la section du tube, dans celle-ci. Les serpentins de chauffage peuvent être noyés à la face supérieure du corps de béton de l'élément plat, légèrement en saillie ou bien complètement enterrés dans le béton, avec dans tous les cas au moins,une extrémité du tube protecteur ou du cable de chauffage sortant du corps de béton. On peut brancher en série plusieurs cibles de chauffage, en particulier lorsque ces câbles appartiennent à des éléments p-ats chauffant la mtme pièce. Les tubes protecteurs des serpentins de chauffage peuvent & re également composés de pièces tubulaires et coudes tubulaires normalisés, les différentes parties de tubes pouvant être enfilées par dessus le câble de chauffage et reliées les unes aux autres au moyen d'un manchon ou gaine. Le manchon peut être appliqué à force par voie hydraulique, de sorte que les serpentins tubulaires présentent approximativement la meme resistance que s'ils étaient soudés. On décrira dans ce qui suit, en se référant au dessin, un exemple de réalisation non limitatif d'un élément plat conforme à ltinvention, ainsi qu'une de ses utilisations. Sur ce dessin la figure 1 est une vue du dessus de l'élément la figure 2 en est une coupe transversahe la figure 3 montre le raccordement d'un serpentin de chauffage de l'élément ; et la figure 4 montre l'utilisation de l'élément dans un chauffage de plafond. L'élément représenté comporte un corps de béton 1 avec des armatures longitudinales et transversales, 2 et 3, une surface inférieure visible 4 et une surface supérieure 5 avec aspérités. Du cSté supérieur et faisant saillie partiel lement hors de la surface 5 on a ancré dans le corps de béton 1 un serpentin tubulaire 6 dont les deux extrémités sont courbées vers le haut hors de la surface 5, pour obtenir les raccordements nécessaires. Par dessus les extrémités libres du serpentin tubulaire 6 on a enfoncé à force des manchons 7 pourvus d'une tubulure 8 pour raccorder un tube 9, ainsi que d'une tubulure 10 pour faire passer le cible de chauffage 11. Dans le cas présent le câble de chauffage est constitué seulement par un conducteur chauffant et une couche d'isolation, dgrogction sans gaine/meralllque extérieure. Sur la tubulure 10 est fixé un écrou à chapeau 12 et dans l'intérieur se trouve un joint 13. L'extrémité en saillie du câble de chauffage 11 est reliée, à l'extérieur du manchon 7, dans un raccordement étanche lla à un conducteur électrique ou bien au câble de chauffage d'un élément voisin. La figure 4 montre àtitre d'exemple comment les éléments préfabriqués représentés sur les figures 1 à 3 peuvent être utilisés. Ces éléments sont placés les uns à côté des autres et pour chacun le tube 9 raccordé à une extrémité est relié, par l'intermédiaire d'une connexion commune 14, à un récipient d'expansion 15. Les tubes 9 raccordés chacun aux autres extrémités du serpentin tubulaire de chauffage sont relies par 1 'intermédiaire d'une connexion 16 à une tubulure d'admission pour un fluide de remplissage, par exemple de l'eau, auquel en cas de besoin on peut ajouter un antigel. Les raccordements étant réalisés et le cible de chauffage étant également raccordé aux canalisations, on fait passer par la conduite 16 un fluide de remplissage jusqu'à ce que les serpentins de chauffage, la conduite 14 et le récipient d'expansion 15, dans lequel peut se trouver un sac rempli de gaz, soient pleins. Ensuite, lorsque l'étanchéité et l'aptitude au fonctionnement ont été contrôlées, on coule du béton en excès 17 sur lequel est alors placé le revêtement de sol de la salle se trouvant par dessus le plafond chauffant. Les serpentins tubulaires peuvent être mis à la terre, ce qui fournit une protection suffisante vis-à-vis des accidents éventuels causés par le courant électrique. Au lieu entre raccordés conformément à la figure 4 avec seulement une entrée pour le fluide de remplissage et un récipient à expansion, les serpentins tubulaires de chauffage peuvent être reliés aux circuits avant et de retour d'un chauffage central existant, pour pouvoir chauffer à l'aide de fuel en cas de panne de courant. REVENDICÂTIONS 1. Elément plat préfabriqué en béton pour obtenir un chauffage de surface, comportant un serpentin de chauffage noyé, au moins en partie, dans le corps de-l'élément, constitué en béton armé, caractérisé en ce que le serpentin de chauffage comporte un chable de chauffage électrique placé dans un tube protecteur. 2. Elément selon revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un tube protecteur en métal relié à la terre. 3. Elément selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les extrémités de raccordement du cible de chauffage sont accessibles sur un côté plat du corps de béton. 4. Elément selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'espace compris entre le tube protecteur et le câble de chauffage est rempli d'une matière possédant une conductibilité calorifique élevée et/ou une chaleur spécifique élevée, par exemple de l'huile, de l'eau ou du sable. 5. Elément selon revendication 4, caractérisé en ce que l'espace rempli du fluide entre le tube protecteur et le câble de chauffage d'un serpentin de chauffage ou d'un groupe de ces serpentins est relié à un récipient à expansion. 6. Elément selon revendication 5, caractérisé en ce lue les extrémités du tube protecteur sont pourvues chacune d'un manchon qui comporte un passage étanche pour le cabale de chauffage ainsi qu'une tubulure de raccordement pour une conduite de liaison avec le récipient à expansion. 7. Elément selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le câble de chauffage est réalisé avec deux ou trois âmes, tout en prévoyant un endroit de raccordement seulement pour une alimentation à une phase ou à trois phases. 8. Elément selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la source de courant, le câble de chauffage et le tube protecteur sont dimensionnés de façon que la température de surface du tube protecteur se monte à 500 C environ au moins. 9. Procédé pour la fabrication de l'élément plat selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'un câble de chauffage électrique est introduit avec jeu dans un tube protecteur droit, puis le tube protecteur avec chable de chauffage inséré est courbé pour former un serpentin de chauffage ou bien différents tronçons de tubes sont enfilés sur le câble de chauffage et sont reliés pour former un serpentin de chauffage, puis le serpentin de chauffage est noyé dans un corps de béton plat, de façon que les raccordements du câble de chauffage restent accessibles. 10. Procédé selon revendication 9, dans lequel on soude les uns aux autres continuellement par tronçons différents tubes et qu'on les fait passer dam une machine à cintrer, après quoi le tube est séparé à l'extrémité du serpentin tubulaire obtenu, caractérisé en ce qu'on enfile chaque fois un câble de chauffage rigide immédiatement avant début de l'opération de courbure, avec la longueur nécessaire à partir des extrémités avant du tube, dans le sens de circulation et une fois la courbure obtenue, l'extrémité de tube arrière est séparée autour du câble de chauffage inséré. 11. Procédé selon revendication 9, caractérisé en ce qu'on ferme continuellement le tube protecteur à partir d'une bande ou d'un profil ouvert, le tube fermé présentant une section ronde ou autre et on fait entrer le crible de chauffage dans le tube avant sa fermeture.