Brevet FR2267526A1 — publié le 19751107

La présente invention concerne une installation de chauffage par l'éleetrie té à circulation de fluide caloporteur dans des convecteurs à éiéments réchauffeurs, destinée au chauffage d'appartements ou de maisons individuelles. On connut déjà des chauffages élec- triques intégrés sous forme de radiateurs électriques à huile ou à filaments assurant le chauffage de locaux. Ces radiateurs, s'ils ont l'avantage d'assurer un chauffage des locaux dès leur branchement, présentent I'inconvénient d'entraîner une forte dépense en énergie électrique. On connaît également le chauffage central classique à circulation d'eau comportant une chaudière à combustible tel que mazout ou gaz : ce type de chauffage présente l'ineonvnient d'entraîner la mise en oeuvre d'une chaudière toujours encombrante et bruyante, nécessitant une cheminée et d'utiliser un combustible source de pollution et de risques d'explosion. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des dispositifs connus et se propose de créer une installation de chauffage par l'e'lectri- cité à circulation de fluide caloporteur dans des convecteurs à éléments réchauffeurs, ne nécessitant pas de chaudière encombrante et bruyante et permettant de bénéficier des tarifs réduits de l'électricité au moment des heures creuses. A cet effet, 1 l'invention concerne une installation de chauffage par l'électricité à circulation de fluide caloporteur dans des convecteurs à éléments réchauffeurs, caractérisée en ce quelle se compose d'un accumulateur d'énergie thermique et d'un ensemble de convecteurs reliés entre eux par des canalisations de circulation du fluide, ce dernier étant chauffé par des résistances électriques au niveau de I'accumulateur et de chacun des convecteurs à élé ment s réchauffeurs. Ainsi, le chauffage du fluide étant assuré par des résistances électriques, il nty a pas de risque de pollution ou d'explosion. De plus l'eneombrement de l'accu- mulateur est plus réduit que celui d'une chaudière. Selon une autre caractéristique, l'acou- mulateur d'énergie thermique contient une réserve de fluide caloporteur dont le chauffage est effectué durant les heures où l'électricité est à tarif réduit. Ainsi 5 ce chauffage électrique permet de stocker de l'énergie thermique obtenue à bas prix, durant les heures où l'électricité est à tarif réduit, et de la restituer ultérieurement dans les convecteurs à éléments réchauffeurs. Selon une autre caractéristique, chaque convecteur comporte un carter rempli par le fluide caloporteur qui le traverse et dans lequel plonge un élément thermo-plon geur électrique de faible puissance. Ainsi, le fluide calopor teur apporte une partie de l'énergie thermique nécessaire au chauffage, énergie obtenue à prix réduit puisqu'elle provient de l'accumulateur, et ne fournit, grâce à ltélément thermo- plongueur électrique, que le complément d'énergie que l'accu- mulateur n'est pas en mesure de fournir. De plus, cet élément thermo-plongeur, dont le thermostat de mise en marche est réglable manuellement, permet un réglage de la température dans différents locaux où se trouvent les convecteurs. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide du mode due réalisation représenté schématiquement sur les dessins, dans lesquels - la figure 1 est un plan schématique d'un chauffe-bain électrique à accumulation à double compartiment, - la figure 2 est un plan schématique d'un convecteur à élément thermo-plongeur de réchauffage, selon l'invention, - la figure 3 est une coupe de détail en vue de dessus du carter du convecteur, contenant l'élément thermo-plongeur de réchauffage, - la figure 4 est un schéma de montage d'une installation de chauffage par l'électricité à circulation de fluide caloporteur, selon l'invention. Selon la figure 1, un chauffe-bain à accumulation, à double compartiment, se compose d'un compartiment haut 1 destiné au chauffage de l'eau chaude sanitaire, et d'un compartiment bas 2 pour le chauffage de l'eau destinée aux convecteurs. Les compartiments 1 et 2 comportent des résistances électriques chauffantes 3 et 4, ces résistances 3 et 4 étant alimentées en parallèle à l'aide du circuit électrique 5 dont les heures d'alimentation sont commandées par une horloge H. Chacun des compartiments 1 ou 2 comporte une admission d'eau d'appoint 6. Le compartiment eau chaude sanitaire comporte un départ vers 1 l'utilisation 7 alors que le compartiment 2 comporte une boucle de distribution 8 sur laquelle se trouve installée une pompe 9 d'accélération de circulation. Ce chauffe-bain à accumulation comporte les équipements de controle nécessaires, en particulier les thermostats nécessaires à la coupure du chauffage en cas de dépassement d'une température de consigne de l'eau contenue dans les compartiments t et 2. La figure 2 représente un convecteur réchauffeur à élément thermo-plongeur, selon l'invention. Un tel convecteur, réalisé en tôle d'une épaisseur d'environ 0,8 mm, comprend un carter 2 comportant des ailettes 21, ainsi qu'unie entrée d'eau chaude 1 et un départ d'eau refroidie 10. A l'intérieur du carter 2 se trouve disposé un élément électrique thermo-plongeur 3 de faible puissance, destiné à compenser une partie des déperditions calorifiques subies par le fluide caloporteur au moment de sa traversée du convecteur. Le carter est entouré d'un carénage constitué d'évacuation -de chaleur 5 -comportant à leur partie supérieure des volets 6 à-axe tangentiel, commandés manuellement. L'admission d'air frais se fait selon la flèche 8, à la partie basse des cheminées ; cet air traverse le convecteur en passant sur les ailettes 21 du carter 2,et la distribution d'air réchauffé se fait à la partie haute du convecteur, selon les flèches 9. La régulation convecteur est assurée, d'une part, par un thermostat 4, limiteur de température, qui effectue la coupure en cas de surchauffe provoquée par la fermeture du volet 6, d'autre part, par un thermostat 7 qui commande la mise en service de ltélément électrique thermoplongeur 3, dans le cas où la chute de température du fluide caloporteur entre l'entrée 1 et la sortie 10 dépasse la valeur de consigne. Cette valeur de consigne est d'ailleurs réglable manuellement gracie au bouton de commande 71 situé sur le convecteur. La figure 3 représente une coupe en vue de dessus du carter contenant l'élément thermo-plongeur de réchauffage. Sur cette figure, on voit que le carter comporte, outre ses cloisonnements latéraux, un premier cloisonnement vertical 1, jouant le rôle de chicane, et un deuxième cloisonnement vertical 2, avec une butée de renversement de sens 21. L'élément électrique thermo-plongeur 3, de faible puissance, se trouve dans la dernière chicane et assure donc le chauffage du fluide dans sa dernière zone de traversée du convecteur (le fluide entrant comme l'indique la flèche 4 et sortant comme l'indique la flèche 5). La figure 4 représente le schéma de montage d'une installation de chauffage par l'électricité à circulation de fluide caloporteur. L'installation se compose d'un accumulateur d'énergie thermique 1 relié par un réseau de canalisation 6 à un ensemble de convecteurs à éléments réchauffeurs 2, 3, 4 et 5, disposé en parallèle par rapport à l'alimentation 61, et au retour 62. L'accumulateur d'énergie thermique 1, du type chauffe-bain à accumulation d'eau, dit "Cumulus", se compose d'un réservoir d'eau qui est chauffé par une résistance électrique 11 reliée à un circuit électrique 7, et peut être constitué du compartiment bas du chauffe-bain décrit à la figure 1. Le circuit de distribution comporte -des tuyauteries en cuivre de préférence, de petites sections, destinées à alimenter en eau chaude les convecteurs 2 à 5 depuis l'accumulateur 1, une pompe-63 assurant la circulation accélérés de liteau à travers ces canalisations. Un appoint d'eau, éventuellement nécessaire, est réalisé grâce à la canalisation branchée sur liteau potable 64. L'appareil convecteur, de conception spéciale, est équipé de telle sorte que l'eau reçue normalement chaude est expédiée à une température sensiblement la même à l'intérieur des canalisations de retour 62. Chaque convecteur comporte un carter, comme il a été dit ci-dessus, et assure le chauffage de l'air grâce à l'action conjugués de la circulation de l'eau chaude à travers le carter à ailettes du convecteur et grâce au ré chauffage de cette eau par ltélément thermo-plongeur de petite puissance noyé dans le fluide traversant le carter. Le fonctionnement d'une telle installation a lieu comme suit : la mise en marche du cumulus 1 est entraînée par un interrupteur 72 controlé par une horloge H : le chauffage de l'eau dans le cumulus est effectué durant les heures creuses pendant lesquelles le courant électrique est à tarif réduit. L'eau, par l'intermédiaire du circuit de distribution 6, et sous l'action de l'accélérateur 63, circule à travers les. carters des convecteurs 2 à 5, comme dans un chauffage central classique, mais l'effet de refroidissement est largement compensé par les résistances de réchauffage 22 à 52, situées à l'intérIeur des carters de convecteurs. Un thermostat individuel, situé sur chacun des convecteurs, programme l'action de cette résistance et permet de régler manuellement la température de mise en marche de la résistance, donc finalement la température du local où se trouve le convecteur.Un second thermostat, coups-circuit, a pour but de limiter la température de liteau traversant le convecteur, et agit sur la mise sous tension de ltélément thermo-plongeur : il assure en particulier la coupure du courant en cas d'élévat os anormale de l'eau qui peut se produire lors de la fermeture du volet à axe tangentiel, situé sur le convecteur. L'alimentation du cumulus effectue automatiquement de nuit, grâce à l'interrupteur 72 commandé par l'horloge H. Si nécessaire, de jour, l'alimentation s'effectue également automatiquement grâce à un thermostat d'ambiance 71, agissant sur un interrupteur 73, qui commande la mise en service de la résistance 77 située à l'intérieur du cumulus 1, quand la température ambiante devient inférieure à une valeur de consigne..Ce contacteur 73 est également commandé par le thermostat 12 situé à l'intérieur du cumulus et qui contrôle la température de l'eau pour la maintenir: entre deux valeurs de consigne, l'une minimale, l'autre maximale. Bien entendu9 invention est pas limitée à 11 exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Installat~on de chauffage par l'électricité à circulation de fluide caloporteur dans des convecteurs à éléments réchauffeurs 9 caracterisée en ce qu'elle se compose d'un accumulateur énergie thermique et d'un ensemble de convecteurs à éléments réchauffeurs reliés entre eux par des canalisations de circulation du fluide, ce dernier étant chauffé par des résistances électriques au niveau de l'adoumulateur et de chacun des convecteurs. 20) Installation de chauffage par l'électricité à circulation de fluide caloporteur dans des convecteurs à éléments réchauffeurs, selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'accumulateur d'énergie thermique est un chauffe-bain électrique à accumulation dont la mise en marche est contrôlée automatiquement. 30) Installation de chauffage par l'é- lectricité à circulation de fluide caloporteur dans des convecteurs à éléments réchauffeurs, selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'accumulateur d'énergie thermique contient une réserve de fluide caloporteur dont le chauffage est effectué durant les heures où l'électricité est à tarif réduit. 4 ) Installation de chauffage par l'é- lectricité a circulation de fluide caloporteur dans des convecteurs à éléments réchauffeurs, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'accumulateur d'énergie thermique comporte une régulation automatique assurant sa miss en marche quand la température du fluide caloporteur devient inférieure à une valeur de consigne. 50) Installation de chauffage par l'é- lectricité à circulation de fluide caloporteur dans des convecteurs à éléments réchauffeurs, selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque convecteur comporte un carter rempli par le fluide caloporteur qui le traverse et dans lequel plonge un élément thermo-plongeur électrique de faible puissance. 60) Installation de chauffage par l'é- lectricité à circulation de fluide caloporteur dans des convecteurs à éléments réchauffeurs, selon l'une quelconque des revendications 1 et 5D caractérisée en ce que chaque convecteur comporte une régulation automatique assurant la mise en marche de l'élément thermo-plongeur quand la chute de température du fluide caloporteur entrant et sortant dépasse une valeur de consigne. 70) Installation de chauffage par l'électricité à circulation de fluide caloporteur dans des convecteurs à éléments réchauffeurs, selon l'une quelconque des revendications 1, 5 et 6, caractérisée en ce que l'énergie calorifique dissipée par les convecteurs est fournie, d'une part, par le fluide caloporteur provenant de l'accumùlateur, d'autre part, par l'élément thermo-plongeur placé dans le fluide à l'intérieur du convecteur. 80) Installation de chauffage par l'é- lectricité à circulation de fluide caloporteur dans des convecteurs à éléments réchauffeurs, selon la revendication 1, caractérisée en ce que la circulation à travers les canalisations du fluide caloporteur, en circuit fermé, est accélérée par une pompe électrique. 90 Installation de chauffage par l'électricité à circulation de fluide caloporteur dans des convecteurs à éléments réchauffeurs, selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le fluide caloporteur est de l'eau.