Brevet FR2176585A1 — publié le 19731102

La présente invention concerne un dispositif d'amélioration des échanges calorifiques d'un radiateur, par exemple d'un radiateur, de chauffage central à eau chaude, destiné d'une part à activer à volonté les échanges calorifiques de ce radiateur et à extraire des calories supplémentaires par une ventilation douce du corps de chauffe de ce radiateur et, d'autre part, à projeter modérément en avant du radiateur et de mélanger intimement dans le volume de la pièce à chauffer une partie de la chaleur dégagée pour tendre vers l'uniformité des températures de l'ambiance. A cet effet, selon l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce qutil comprend d'une part une carcasse de support munie de moyens de fixation destinés à être appliqués sur le radiateur ou sur la paroi murale adjacente, et d'autre part un ventilateur tangentiel supporté par cette carcasse. La description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés a uniquement pour but de bien faire comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente une vue en élévation et de face d'un radiateur de chauffage central équipé d'un dispositif conforme à l'invention. La figure 2 représente une vue de droite de l'objet de la figure 1, en coupe suivant la ligne Il-Il de cette figure. La figure 3 représente une vue en perspective de la carcasse du dispositif des figures 1 et 2. La figure 4 représente une vue en perspective du caisson dtha- billage de la carcasse de la figure 3. La figure 5 représente le circuit électrique de commande du dispositif des figures 1à 4. La figure 6 représente des diagrammes de répartition de la température suivant la hauteur dans une ambiance. Le dispositif représenté par ces figures est destiné à équiper un radiateur de chauffage central 1, ici à sept éléments. Le dispositif comprend une carcasse 2 de support munie de moyens 3 de fixation sur le radiateur 1, un caisson 4 dthabillage de la carcasse 2 et un ventilateur tangentiel 5. Cette carcasse 2, en fers profilés plats est constituée d'un cadre rectangulaire allongé horizontal 6 entre les côtés longitudinaux duquel s'étendent deux traverses 7. Deux longerons de support 8 prétendent entre ces traverses et chacune de ces dernières est porté à ses extrémités par deux montants 9 qui sont eux-memes portés par un fer de base 10 de mltme dimension que les traverses 7. Les deux fers de base 10 sont solidaires des moyens de fixation 3 qui sont constitués par deux colliers de serrage ou des organes analogues épousant la forme des parties de raccord 11 qui séparent les éléments du radiateur, des bandes 12 de caoutchouc mousse élastique antivibratoire et dtinsonorisation devant être interposées entre les colliers et ces parties de raccord. On peut prévoir des fixations 3 de différentes formes et différents modèles suivant les types et les caractéristiques des radiateurs sur lesquels le dispositif doit être fixé. Le caisson 4, de forme générale parallélépipédique, mais sans fond, comprend une tablette supérieure rectangulaire horizontale 13 en tôle, une tole arrière rectangulaire verticale 14 qui est destinée à votre plaquée au mur et qui porte extérieurement sur toute sa surface un joint 15 constitué par une plaque de caoutchouc mousse plastique élastique destinée à assurer une isolation et une étanchéité au mur pour empêcher tout passage d'air, deux flasques latéraux verticaux 16 en tôle à bord inférieur galbé et enfin un cache enjoliveur 17 en façade constitué par un grillage ou une to- le en métal déployé décoratif. La tablette supérieure 13 est à la dimension du cadre 6 et est fixée sur celui-ci de façon que le caisson enferme ltensemble de la carcasse et du ventilateur. Celui-ci est du genre ventilateur tangentiel chauffant et il comprend un carter rigide soudé en tôle fine 18 qui porte un rotor à aubes 19 entraînant et refoulant ltair tangentiellement et un 'moteur asynchrone à deux vitesses 20 qui entraîne ce rotor. Le carter 18 est fixé sur les longerons 8 avec interposition de rondelles élastiques antivibratoires d'insonorisation 21, de façon que l'axe du rotor soit parallèle à ces longerons et donc au cadre. De plus, ce carter se prolonge vers l'avant et à sa partie supérieure par un carter à section rectangulaire verticale 22 qui porte deux résistances chauffantes horizontales 23a et 23b en fil résistant boudiné et qui sert en outre à canaliser vers l'avant l'air souffle par le rotor 19. Le circuit électrique comprend une alimentation monophasée 24 raccordée par deux-fils 25 et 26 sur lesquels est interposé un interrupteur général bipolaire lumineux 27 à lampe témoin 27a et qui sont reliés au moteur 19 l'un directement et l'autre avec interposition d'un commutateur inverseur 28 qui est relié au moteur par deux fils et qui assure le changement de régime de vitesse du mo teur. Une dérivation sur les deux fils 25 et 26 conduit par ailleurs, avec interposition sur l'un des fils dtun limiteur de température de sécurité 29 constitué par un bilame thermique à coupure brusque, à un commutateur à galettes 30 à quatre positions qui commande le chauffage des résistances 23a et 23b.Les quatre positions correspondent respectivement à L'arrêt complet du chauffage, à la mise en service des deux résistances en série, à la mise en service de la résistance 23a seule et à la mise en service des deux en parallèle; on assure ainsi trois régimes de chauffage : faible, doux et fort. Enfin une prise de courant 31 bipolaire complète l'équipe- ment électrique et permet le branchement dtune lampe ou d'un appareil quelconque à poser sur la tablette 13 ou à proximité. Les dimensions des éléments de la carcasse et du caisson sont variables et établies en fonction des cotes des radiateurs à équiper du dispositif;-il est possible d'établir une gamme de dimensions standardisées pour les radiateurs les plus courants et les plus fréquents. Pour des radiateurs de grandes dimensions dans le sens de la longueur, on peut équiper la carcasse avec deux ou trois ventilateurs 5 et l'équipement électrique de base se trouve répété deux ou trois fois à l'identique. Le dispositif ainsi décrit remplit trois fonctions - extraire des calories des radiateurs, par exemple des radiateurs traditionnels des installations de chauffage central à eau chaude, pour projeter doucement de l'air tiède dans les volumes utiles à chauffer d'un logement, avec une meilleure répartition des calories dans les zones où on en a réellement besoin; on parvient ainsi à extraire au sommet du radiateur de l'air réchauffé sur les éléments à 500 ou bOOC pour le projeter en avant dans la pièce; le mouvement de l'air autour du radiateur étant amplifié et accéléré par l'effet de pompage du ventilateur, l'échange calorifique est activé entre cet air ambiant et les éléments chauffants et le rendement d'échangeur du radiateur est sensiblement augmenté, c'est-àdire que les calories de l'eau chaude sont dégagées en plus grande quantité; on peut ainsi modifier le mouvement de convection de l'air chaud et créer des turbulences autour du radiateur pour provoquer un parfait mélange de l'air chaud avec l'air ambiant, ce qui augmente le rayonnement calorifique apparent; - apporter un appoint de chaleur d'origine électrique à la volonté des usagers grâce aux résistances chauffantes de puissance réglable intégrées au dispositif; - constituer une tablette supérieure pour supprimer les trainées de poussière noire sur les murs et aux plafonds. Les opérations de pose sont très simples et rapides, car le dispositif est monobloc (tablette, flasques latéraux, ventilateur, résistance, commandes) et l'alimentation et le raccordement électrique sont réduits au minimum par l'intermédiaire d'une simple prise de courant standard. Pour un habillage total et une dissimulation complète du radiateur, on peut également mettre en place des coffres grillagés qui avec le présent dispositif ne présentent pas l'inconvénient d'une baisse de rendement calorifique du chauffage, car la ventilation forcée extrait l'air chaud du coffre pour le rejeter dans le volume utile de la pièce au lieu de le laisser stemmagasiner et se concentrer avec des pertes considérables dans les coffres inertes habituels. Le rendement du chauffage électrique par les résistances est de 100 , car, gracie au soufflage, toutes les calories dégagées sont envoyées dans le volume utile de la pièce au lieu de monter par convection dans le volume mort situé à la partie supérieure de la pièce. La figure 6 illustre la comparaison que 1 'on peut faire des diagrammes de température (t) en fonction de la hauteur (h) dans une pièce, respectivement pour un chauffage idéal (courbe 32), un chauffage utilisant un dispositif conforme à l'invention (courbe 33) > un chauffage par radiateur normal sans dispositif (courbe 34) et un chauffage par convecteur normal également sans dispositif/ (courbe 35). soufflant Un radiateur normal à eau chaude (courbe 34) dégage sa chaleur sur sa surface à raison de 30 S0 environ seulement par rayonnement sur le plan horizontal, soit 15 Vo vers l'intérieur de la pièce et 15 ss vers le mur, et souvent ce mur est chauffé avec des pertes importantes s'il donne sur l'extérieur.Le reste, soit 70 %, monte directement au plafond par convection. Pour que la pièce soit réellement chauffée après un temps assez long, il faut que le matelas d'air chaud qui se forme dans le volume supérieur sous le plafond soit suffisamment épais et sensiblement agité par les allées et venues des habitants, les mouvements des portes, les légers courants d'air intérieurs, pour que la chaleur soit ressentie dans le volume inférieurde l'ambiance. Le dispositif conforme à l'invention, du fait de son ventila teur, de sa tablette avec les flasques latéraux, modifie et améliore considérablement la répartition des calories (courbe )5) : le rayonnement apparent horizontal vers l'avant devient voisin de 50 %, les pertes au mur s'abaissent à 10 ss ; lthomogénéité des températures entre le sol et le plafond est bien meilleure et tend vers la courbe idéale (courbe D2) ; la chaleur dégagée est perceptible dès la mise en service de l'appareil, à hauteur d'homme. Le dispositif, par ses fonctions d'extracteur de calories, améliore d'environ 25 % le rendement fonctionnel d'une installation de chauffage classique, quelle soit à circulation naturelle par effet de thermosiphon ou à circulation forcée par pompe. I1 va de soi que l'on peut, sans sortir du cadre de la présente invention, apporter toute modification aux formes de réalisation qui viennent d'erre décrites. Eg particulier, la carcasse supportant le ventilateur pourrait être fixée non plus sur le radiateur, mais sur la paroi murale adjacente, ce qui présente l'avantage d'une fixation indépendante dans aucun risque de transmission de vibration et de bruit. L'appareil ainsi conçu peut recevoir l'adjonction d'un système dépoussièreur pour l'épuration de l'air en mouvement et d'un système humidificateur pour donner à l'atmosphère chauffée un degré d'hygrométrie confortable en évitant une sécheresse excessive et gênante. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'amélioration des échanges calorifiques d'un radiateur, caractérisé en ce quril comprend d'une part une carcasse de support (2) munie de moyens de fixation (3) destinés à être appliqués sur le radiateur (1) ou sur la paroi murale adjacente, et d'autre part un ventilateur tangentiel (5) supporté par cette carcasse. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la carcasse (2) comprend une partie horizontale (6-7-8) fixée au-dessus de parties verticales (9;10) entre lesquelles est disposé le ventilateur et qui sont solidaires des moyens de fixation (3). 3 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le ventilateur est fixé sous la partie horizontale (6-7-8) de la carcasse. 4 - Dispositif suivant ltune quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de fixation (3) sont constitués par des colliers de serrage adaptés à la forme des parties de raccord entre éléments de radiateur. 5 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 > caractérisé en ce qu'il comprend un caisson (4) d'habillage de la carcasse. 6 - Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le caisson (4) présente la forme générale dtun parallélépipède sans fond. 7 - Dispositif suivant 1 l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la face avant (17) du caisson est ajourée. 8 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le ventilateur (5) présente un carter de soufflage (22) dirigé vers l'avant. 9 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le ventilateur (5) est équipé de résistances chauffantes (23a, 23b).