Brevet FR2244143A1 — publié le 19750411

L'invention a pour objet un élément chauffant pour chauffage surfacique de locaux, par exemple chauffage par le plancher, par les murs, ou par le plafond, constitué d'un panneau calorifuge, de conduites caloporteuses, par exemple tuyaux d'eau ou conduites analogues mises en place dans des gorges de ce panneau et d'une couche conductrice de chaleur reposant au moins en partie sur le panneau calorifuge, qui transmet la chaleur à un placage ou revêtement rapporté sur celui-ci. On connaît des systèmes de chauffage surfacique de locaux dans lesquels des tuyaux en matière plastique se présentant sous forme de matériau tubulaire souple sans fin sont posés soit sur des éléments d'ecartement appropriés, soit dans des panneaux munis de parties en creux. Dans ce cas, les panneaux n'ont pas seulement pour rôle de faciliter le montage, mais ils servent également a assurer l'isolation thermique par rapport au plafond ou plancher en béton brut.Un problème essentiel des chauffages surfaciques des locaux réside dans le fait que le profil de température sur l'ensemble de la surface du local chauffée se présente sous une forme ondulée Suivant l'allure de la variation de la température et suivant la nature du revêtement, la différence de température à l'intérieur du profil peut être de 4 à 8"C. Un profil de température de ce type est aw désirable pour des motifs relevant du domaine de la thermophysiologie. On a essayé de réduire le caractère ondulé du profil de température en utilisant une couche conductrice de chaleur sous forme de tôles de zinc qui sont posées par toute leur surface sur les conduites posées. Etant donné que, même dans le cas idéal, les conduites tubulaires rondes utilisées alors ne sont au contact de la tôle que par une génératrice, la transmission de chaleur s'effectue mal. Les systèmes de chauffage surfacique des locaux décrits ci-dessus sont également peu intéressants au point de vue de leur montage même. Il faut non seulement mettre en place les différentes couches mais aussi procéder à des travaux de pose nombreux et variés sur des matériaux qui, en partie, ne sont pas particulièrement résistants à l'usure provoquée par les allées et venues. Un but de l'invention est donc d'améliorer l'élément chauffant du type décrit au debout de façon à éviter les défauts et inconvénients qui ont été signalés, en réduisant surtout de façon notable, par rapport à l'état de la technique, le gradient à l'intérieur du profil de température obtenu, et en donnant à cet élément chauffant une possibilité de charge élevée. Ce résultat est obtenu par l'invention grâce au fait que la couche conductrice de chaleur comporte sur la face arrière des conduites une tôle conductrice de la chaleur entourant en forme d'oméga, par tronçons, les conduites, par exemple tubes d'aluminium ou d'acier, conduites souples ou analogues, ladite tôle étant parfaitement au contact de ces conduites, reposant à plat sur le panneau calorifuge et recouvrant partiellement l'intervalle entre les conduites. Suivant un développement de l'invention, il est prévu de poser les conduites par exemple en formantfdes boucles en re toursd'équerre successifs, parallèles les unes aux autres. Sur les segments de conduite parallèles de ces boucles peuvent être ensuite posées les tôles conductrices de la chaleur et ces tôles s'étendent des deux côtés du segment de conduite sur une longueurde préférence égale à la moitié de la distance encre les segments de conduite paralleles. Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux, les rainures ou gorges pratiquées dans le panneau calorifuge sont, dans la zone des tôles conductrices de la chaleur, en tièrement au contact des conduites tandis que, sur le reste de la conduite, pour tenir Compte de la dilatation thermique, elles se présentent sous la forme d'évidements larges et profonds. Pour permettre les allées et venues des ouvriers avant la pose du revêtement supérieur, par exemple du revêtement du sol, et pour améliorer le profil de température, il est avantageusement prévu de recouvrir aussi bien le panneau calorifuge que les segments de conduite à l'extérieur des tôles conductrices de la chaleur de tôles collées par une extrémité avec ces élé- ments qui deviennent ainsi un élément constitutif supplémentaire de la couche conductrice de la chaleur. Lorsqu'on utilise le chauffage surfacique des locaux selon l'invention comme chauffage par les murs, on adopte de préférence, notamment dans la partie inférieure des murs, une dis-tance entre les segments parallèles de conduite inferieure à celle qu'on leur donne dans la partie supérieure des murs. Un des avantages du chauffage surfacique des locaux selon l'invention est que, par suite des grandes dimensions des surfaces transmettant la chaleur par rayonnement ou par conduction, on peut le faire fonctionner avec un gradient de température plus faible et à un niveau de température inferieur. On obtient ainsi la possibilité, d'une part, de le faire fonctionner également avantageùsement au moyen d'une thermopompe et, d'autre part, de l'utiliser également comme installation de réfrigération des locaux, les températures de service devant alors etre choisies de façon à donner naissance à un gradient de température en sens inverse du fonctionnement normal. Lorsqu'il s'agit d'un chauffage surfacique de locaux selon l'invention constitué d'éléments chauffants préfabriqués, on peut par exemple disposer aux extrémités des conduites des raccords tubulaires à vissage rapide et il est prévu pour ces raccords, dans le panneau calorifuge, des évidements traversant le panneau. Suivant un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, il est prévu une gorge creusée le long des grands côtés des éléments de construction dans le panneau calorifuge et cette gorge forme avec celle de l'élément chauffant voisin un creux en forme de rainure permettant de poser une colonne de retour ou colonne descendante. Pour tenir compte de la dilatation thermique sous le revêtement et, lorsqu'on utilise des conduites en matériau non résistant à la corrosion, pour empêcher la corrosion éventuelle de ces conduites par l'humidité superficielle, il est prévu suivant un mode de réalisation de l'invention que la totalité de la surface formée par les tôles conductrices de la chaleur et par les tôles de couverture est recouverte par au moins une feuille de glissement, par exemple par une feuille de polyéthylène, ou bien par une couche mince de vernis en matière plastique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 représente en coupe partielle un plancher avec un élément chauffant - la figure 2 est une vue par-dessus, à échelle plus petite, de deux éléments chauffants ; - la figure 3 représente une coupe effectuée suivant la ligne III-III de la figure 2 - les figures 4 à 6 représentent schématiquement différents éléments chauffants de type standard ; - la figure 7 est une vue par dessus schématique d'un chauffage surfacique constitué de quatre éléments. Dans le mode de réalisation choisi et représenté on utilise l'eau comme liquide caloporteur du chauffage surfacique des locaux. Les conduites sont des tuyaux en acier de précision 1 posées en formant des boucles et des tôles conductrices de la chaleur 2 sont posées sur les tronçons de conduite rectilignes para- lèles entre eux. Les tôles conductrices de la chaleur 2 entourent en forme d'oméga les conduites tubulaires 1 et, pour obtenir des conditions de transmission de chaleur optimales, elles les entourent en s'y adaptant-d'aussi près que possible par leur forme.La partie restante des différentes tôles conductrices de la chaleur 2 repose à plat sur les panneaux calorifuges 3 faits en mousse de polyuréthane et elle s'étend des deux côtes du tronçon rectiligne de conduite sur une longueur correspondant à la moitié de la distance entre les tronçons de conduite parallèles. Tandis que, sur ces tronçons rectilignes de conduite, le panneau calorifuge 3 comporte des gorges 4 dans lesquelles les tôles conductrices de chaleur 2 s'appliquent parfaitement au contact, il est prévu dans la zone des autres parties de conduite des évidements 5 larges et profonds, ceci pour tenir compte de la dilatation par la chaleur. La structure de plancher représentée sur la figure 1 comprend de plus la couverture en béton brut 6 et une couche de carton isolant contre le bruit des pas 7, qui, pour améliorer l'isolation contre le bruit, est disposée entre le panneau calorie fuge 3 et la couverture en béton brut 6. Pour permettre aux tôles conductrices de la chaleur 2 de se dilater sans obstacle sous l'effet de la chaleur, une feuille de glissement 8 en polyéthylène est posée sur lesdites tôles. Enfin la chape 9 et la moquette 10 forment le revêtement supérieur. Les éléments chauffants sont préfabriqués-en usine et sont constitués par le panneau calorifuge 3 avec les gorge 4 et les évidements 5 et par une conduite tubulaire I posée en boucles, avec tôles conductrices de la chaleur 2. deux deux extrémités de la conduite tubulaire 1 sont prévus des raccords tubulaires 11 à vissage-rapide au moyen desquels les éléments chauffants sont assemblés entre eux. En outre les panneaux calorifuges 3 comportent pour les raccords tubulaires 11 des évidements 12 afin que le vissage puisse s'effectuer sans peine. Etant donné que les conduites y compris les raccords sont dans un même plan, le remplissage ou la vidange du réseau de conduites ne présente aucune difficulté.Les gorges 13 prévues le long des grands côtés des éléments chauffants forment chacune avec la gorge 13 d'un élément chauffant voisin une rainure dont le rôle est décrit plus loin. Dans ce type de dispositif, les boucles de conduites d'un des éléments jouent le rôle de colonne montante et celles de l'autre élément le rôle de colonne de retour. Aussi bien pour aplatir le profil de température que pour augmenter la résistance aux allées et venues des ouvriers, les parties situées à l'extérieur de la zone des tôles conductrices de la chaleur 2 sont recouvertes de tôles 16 en aluminium ou en métal analogue et collées avec elles à une extrémité. Pour rendre le dessin plus clair, une seule tôle 16 a été représentée sur les figures 2 et 3. La figure 7 montre schématiquement quatre éléments chauffants 20 à 23 avec chacun trois boucles de conduites, deux éléments 20,22 et 21,23 étant montés l'un derrière l'autre, et ces éléments étant d'autre part juxtaposés par paires. Les boucles de conduites des éléments 20,22 et 21,23 sont accouplées mutuellement. Dans ce mode de réalisation, une conduite de retour 24,25, est respectivement associée à chacun des groupes de deux éléments 20,22 et 21,23, montés à la suite l'un de l'autre, ces conduites de retour passant dans les gorges 13 situées dans un même alignement. On a constaté dans la pratique que des variantes des éléments de construction comportant une boucle de conduite tu-bu- laire (figure 4), deux boucles, trois boucles (figure 6), quatre boucles ou cinq boucles satisfont à la plupart des exigences qui peuvent se poser. En outre, pour des cas spéciaux, il est prévu un élément de construction (figure 5) ayant des possibilités de raccordement décalées en diagonale. Pour le chauffage par les murs, les boucles de conduites sont avantageusement plus serrées, leur distance réciproque pouvant éventuellement être differente vers le haut du mur. La plaque conductrice de chaleur 2 qui est faite de préférence en tôle d'aluminium mais qui, éventuellement, peut être aussi une feuille plastique, peut également se présenter sous forme d'une couche homogène qui parconséquent recouvre toutes les boucles de conduites tubulaires. Des expériences pratiques ont montré qu'avec un chauffage surfacique selon l'inven tion, dans lequel l'épaisseur de la couche conductrice de la chaleur (tôle ou feuille plastique) est de 0,8 à 1 mm, le gradient de température horizontal n'est plus que de 0,5 à 1,50C au maximum suivant l'allure de la variation de température. Ceci représente donc une amélioration considérable par rapport à 1 'état de la technique. EEEDICATIONS l. Elément chauffant pour chauffage surfacique de locaux, par exemple chauffage par le sol, par les murs ou par le plafond, constitué d'un panneau calorifuge, de conduites de fluide caloporteur, par exemple tuyaux à eau ou analogues, montées dans des gorges de ce panneau, et d'une couche conductrice de la chaleur placée sur le panneau calorifuge et le recouvrant au moins en partie, qui transmet la chaleur à un revêtement rapporté sur cette couche, caractérisé en ce que la couche conductrice de la chaleur comporte une tôle conductrice de la chaleur (2) disposée sur la face arrière des conduites (1), entourant en forme d'oméga un tronçon de ces conduites en s'appliquant totalement conte elles, reposant à plat sur le panneau calorifuge(3), et recouvrant en partie l'intervalle entre les conduites. 2. Elément chauffant selon la revendication 1, caractérisé -en ce que les conduites (l) sont posées en formant des boucles parallèles successives en retour d'équerre et en ce que, sur les tronçons parallèles des conduites, sont disposées les tôles conductrices de la chaleur (2) qui s'étendent des deux côtés du tronçon de conduite (1) d'une quantité correspondant -à la moitié de la distance avec le tronçon de conduite (1) voisin. 3. Elément chauffant selon la revendication l ou la revendication 2, caractérisé en ce que les gorges (4) ménagées dans le panneau calorifuge (3) sont en contact étroit contre les conduites dans la zone des tôles conductrices de lå chaleur (2), et, dans les autres parties des conduites, se présentent sous forme d'évidements (5) profonds et larges. 4. Elément chauffant selon l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisé en ce qu'aussi bien le panneau calori- fuge (3) que les parties de conduite situées à l'extérieur de la zone des tôles conductrices de la chaleur (2) sont recouverts par des tôles (16) qui leur sont collées à une extrémité en formant également des éléments constitutifs de la couche conductrice de la chaleur. 5. Elément chauffant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, pour chauffage par les murs, caractérisé en ce que la distance entre les tronçons de conduite parallèles est plus faible, notamment dans la partie inférieure du mur, que dans la partie supérieure. .6. Elément chauffant selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce que les conduites (1) comportent aux extrémités de l'élément chauffant des raccords tubulaires (11) à vissage rapide et en ce qu'il est prévu pour ces raccords dans le panneau calorifuge (3) des évidements (12) le traversant de part en part. 7. Elément chauffant selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, le long de chacun des grands côtés du panneau calorifuge (3) est disposée une gorge (13) qui forme avec la gorge (13) de l'élément 'chauffant voisin (20,21 ou 22,23) un creux en forme de rainure pour loger la colonne descendante (24,25). 8. élément chauffant selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les tôles conductrices de. la chaleur (2) et les tôles de couverture (16) sont recouvertes par une-feuille plastique de glissement (8), par exemple une feuille en polyéthylène, ou bien par un revêtement de matière plastique appliqué à l'état liquide