Brevet FR2170836A1 — publié le 19730921

La présente invention concerne un radiateur de chauffage central, dans lequel le fluide chauffant est véhiculé à l'inté- rieur de conduits ayant la forme de lamelles ou de plis sensiblement parallèles et verticaux et régulièrement espacés. Ces radiateurs sont généralement constitués par des panneaux de tôle d'acier déformée par pliage ou emboutissage et agencée de façon à ménager entre les lamelles des intervalles régulièrement espacés pour la circulation de l'air ambiant. La tôle ainsi déformée forme une surface d'échange thermique direct,en contact sur sa face interne avec le fluide chauffant et sur sa face externe avec l'air extérieur. Cette surface, qui sera désignée dans la suite par ltexpres- sion surface directe, émet un rayonnement calorifique qui provoque l'échauffement de l'air entre les lamelles du radiateur, Cet- échauffement provoque à son tour un mouvement vertical de cet air qui échauffe l'air ambiant par convection. On comprend donc que le rendement thermique dtun radiateur est fonction notamment des conditions aérodynamiques de circulation de l'air par convection. L'invention a pour but d'augmenter le rendement thermique d'un radiateur, notamment en améliorant les conditions aérodynamiques de circulation de l'air par convection. Suivant l'invention, le radiateur de chauffage comporte des conduits de circulation d'un fluide chauffant sensiblement verticaux et parallèles entre eux, présentant entre eux des intervalles de largeur x et de profondeur y. Ce radiateur est caractérisé en ce- qu1il comprend au moins une surface d'échange thermique mécaniquement solidaire des conduits de circulation du fluide et agencée pour former avec les intervalles entre ces conduits des canaux de circulation de l'air sensiblement verticaux, dont la largeur maximale est sensiblement égale à x et la profondeur est sensiblement comprise entre y et 2y. Cette surface d'échange thermique indirect constitue un élément de dissipation thermique chauffé par conduction par la surface directe du radiateur suivant les lignes de contact. Elle augmente la surface d'émission du radiateur et permet de créer un effet de cheminée dans les canaux verticaux formés entre les lamelles, qui accélère la convection de 11 air. Ces deux effets combinés accroissent le rendement thermique du radiateur. Suivant une forme d'exécution intéressante de l'invention la surface d'échange thermique indirect est constituée par une plaque de tôle fixée au radiateur par exemple par soudage. Cette réalisation est très simple et particulièrement économique. D'autres avantages et particularités de l'invention appariai tront à la lumière de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: La figure l est une vue en élévation d'une première réalisation d'un radiateur à lamelles conforme à l'invention. La figure 2 est une vue de dessus du radiateur de la figure 1. La figure 3 est une vue latérale en élévation du radiateur de la figure 1. La figure 4 est une vue en élévation tune deuxième réalisa tion d'un radiateur à lamelles conforme à l'invention. La figure 5 est une vue de dessus du radiateur de la figure 4. La figure 6 est une vue en élévation latérale du radiateur de la figure 4. La figure 7 est une vue en élévation d'une troisième réalisation d'un radiateur conforme à l'invention. La figure 8 est une vue de dessus du radiateur de la figure 7. La figure 9 est une vue latérale en élévation du radiateur de la figure 7. La figure 10 est une vue en élévation d'une variante de la réalisation de la figure 1. La figure 11 est une vue de dessus du radiateur de la figure 10. La figure 12 est une vue en élévation latérale du radiateur de la figure 10. Dans la réalisation représentée aux figures 1 à 3, le radiateur comprend un corps l et des conduits pour la circulation d'un fluide chauffant constitués par des lamelles verticales 2 disposées à intervalles réguliers et parallèlement les unes aux autres, en faisant saillie d'une longueur z par rapport au corps 1. Le corps 1 du radiateur comprend, à ses parties supérieure et inférieure des tubes 3, 4 (dont seules les extrémités sont visibles), qui réunissent les lamelles 2 entre elles. Le tube supérieur 3 présente à ses extrémités deux orifices 3a, 3b et le tube inférieur 4 présente à ses extrémités deux orifices 4a, 4b. Le fluide chauffant pénètre dans le radiateur par l'un des orifices 3a, 3b (le second étant fermé), et est évacué par l'un des orifices 4a, 4b (le second étant fermé). Le radiateur comprend également une surface d'échange thermique indirect constituée par une plaque de tôle 5 fixée aux lamelles 2, de préférence par soudage, ou encore par collage. La plaque 5 délimite ainsi avec les lamelles 2 et le corps 1 du radiateur un ensemble de canaux verticaux 6 (figure 2) de largeur maximale x et de profondeur p. L'air circule de bas en haut dans ces canaux 6 par effet de cheminée avec une vitesse accélérée par rapport à la vitesse qutil aurait le long des lamelles 2 en l'absence de la plaque de tôle 5. Par ailleurs la surface d'échange thermique additionnelle constituée par la plaque 5 émet un rayonnement calorifique car cette iurface est échauffée par conduction par le corps 1 du radiateur. L'émission calorifique globale du radiateur et son rendement thermique sont donc très sensiblement augmentés. Dans la variante représentée sur les figures 4 à 6, la surface d'échange thermique est constituée par une tôle dtacier plissée 7 présentant des plis 8 de profondeur , et dont la section transversale est une ligne brisée dont les éléments sont réunis par des arêtes (figure 5). Les canaux verticaux 9 délimités par la tôle 7 ont donc une profondeur 2y et une largeur maximale x. L'expérience montre que l'émission calorifique totale du radiateur présentant ces canaux 9 est supérieure à celle de la version précédente. L'effet de cheminée est en effet plus accentué du fait des dimensions plus importantes des canaux 9 et du supplément de surface de rayonnement présenté par les plis 8 par rapport à une tôle plate. Les plis 8 peuvent avoir une profondeur y variable. Toutefois les essais ont montré l'existence d'une profondeur limite égale ê y, au-delA de laquelle ces avantages diminuent. De plus, au-delà d'une certaine profondeur, I'encombrement de ces surfaces d'échange thermique indirect deviendrait prohibitif. Les figures 7 à 9 montrent un radiateur auquel est fixée une tôle ondulée 10 dont les ondulations sont formées par une succession de surfaces convexes et concaves alternées et ont une profondeur y. Ces ondulations sont percées d'ajours parallèles 11, qui améliorent notablement l'échange thermique entre la tôle 10 et l'air ambiant, grâce aux turbulences outils entraînent. Dans la variante de l'invention représentée aux figures 10 à 12, la surface d'échange thermique indirect fixée aux lamelles 2 est une tôle plate 12 perforée d'ajours triangulaires 13 Cette variante présente des avantages similaires à ceux de la variante des figures 7 à 9. Le calcul et ltexpérience montrent que l'adjonction à un radiateur d'une surface d'échange thermique indirect représentant 20% de la surface directe de ce radiateur augmente son émission calorifique totale de 10 à 15% suivant la structure de la surface indirecte, ce qui représente un progrès technique substantiel. Les surfaces d'échange thermique indirect étant d'autre part d'un prix de revient largement inférieur à celui des surfaces directes par leur simplicité relative et leur facilité de réalisation, leur adjonction n'entraîne pas une majoration importante du prix de revient du radiateur. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux réalisations décrites, et peut comporter de nombreuses variantes d'exécution dans le cadre des revendications ci-après. On peut par exemple ajouter une seconde surface d'échange thermique indirecte sur l'autre côté du radiateur. Ies formesdes ajours pèuvent et multiples et ils peuvent être agencés également sur une tôle plissée. Enfin les surfaces d'échange thermique indirect peuvent être rapportées au radiateur par soudage, collage ou tout autre moyen. REVENDICATIONS 1. Radiateur de chauffage central comportant des conduits de circulation d'un fluide chauffant sensiblement verticaux et parallèles entre eux, présentant entre eux des intervalles de largeur x et de profondeur y, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une surface d'échange thermique mécaniquement solidaire des conduits de circulation du fluide et agencée pour former avec les intervalles entre ces conduits des canaux de circulation de l'air sensiblement verticaux, dont la largeur maximale est sensiblement égale à x et la profondeur est sensiblement comprise entre y et 2z. 2. Radiateur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces d'échange thermique précitées sont en relation d'échange thermique par conduction avec les conduits de circulation du fluide. 3. Radiateur conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que la surface d'échange thermique est fixée aux conduits de circulation du fluide par soudage. 4. Radiateur conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que la surface d'échange thermique est fixée aux conduits de circulation de fluide par collage. 5. Radiateur conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface d'échange thermique est une plaque de tale. 6. Radiateur conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface d'échange thermique est une tôle plissée. 7. Radiateur conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface d'échange thermique est une tôle ondulée. t. Radiateur conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la surface d'échange thermique présente des ajours.