Brevet FR2325000A1 — publié le 19770415

L'invention qui se rapporte aux convecteurs concerne plus précisément un système mixte utilisant dans le meme caisson un élément chauffant à circulation d'eau chaude et un autre élément chauffant constitué d'une résistance électrique. Les convecteurs connus sont habituellement constitués d'un caisson contenant intérieurement un élément chauffant logé à la base d'une cheminée de ventilation qui définit une voie de circulation pour l'air chauffé et un appel de l'air froid ambiant par au-dessous de l'appareil. Le corps chauffant est par exemple un bloc à ailettes traversé par des tubes de circulation d'eau chaude, ou un élément de résistances électriques. Mais c'est l'un ou l'autre > etest-à-dire quton connait soit des convecteurs à eau chaude, soit des convecteurs électriques Les convecteurs à eau chaude sont utilisés notamment dans les installations de chauffage par pompe à chaleur.On sait qutune caractéristique impor- tante de la pompe à chaleur est que son coefficient de performance, c'est-a-dire le rapport entre l'énergie méeanique fournie et l'énergie calorifique reçue est d'autant plus grand que la température du condenseur est plus faible. La pompe à chaleur est donc un appareil fournissant une grande quantité de calories à faible température, calories distribuées dans les locaux à chauffer soit par air soit par eau.La distribution de chaleur par air 'a température faible est bien connue par contre la distribution par eau à température inférieure à 600 pose des problèmes différents de ceux des installations courantes et ceci d'autant plus que dans la plupart des cas la fourniture de chaleur doit être complétée dans les périodes les plus froides par un chauffage d'appoint. Dans le cas du chauffage par eau tiède, une première solution pour réaliser le chauffage d'appoint consisterait à réchauffer l'eau ayant dés'a passé sur le condenseur d'une pompe à chaleur de façon à lui fournir les calories qui lui manquent. Cette eau passe ainsi dans les radiateurs dont l'émission calorifique est fonction de la température moyenne du corps chauffant. L'augmentation de l'émission calorifique entraine donc l'augmentation simultanée de la ternpé- rature d'entrée et de la température de sortie du radiateur, et par suite de la température de retour de l'eau vers la pompe à chaleur.Ceci a pour effet de relever la température du condenseur lui-meme et donc d'abaisser le coefficient de performance, ce qui fait abandonner cette solution. Une seconde solution consisterait à utiliser une installation d'appoint indépendante, par exemple des con vecteurs électriques fonctionnant indépendamment du chauffage à eau tiède. L'inconvénient de cette solution serait alors de nécessiter une double installation avec un double encombrement. L'invention apporte une solution à ce problème de chauffage d'appoint dans les installations à pompe à chaleur en ce qu'elle propose un système à convecteur mixte e'est-à dire que dans la même carcasse de convecteur se trouvent le chauffage à eau tiède provenant de la pompe à chaleur et un chauffage électrique d'appoint.Ce système évite les inconvénients cités plus haut du fait que le chauffage électrique d'appoint ntaugmente pas la température de l'eau de retour au condenseur en diminuant le coefficient de performance, nais diminue au contraire cette température de retour en augmentant ledit coefficient de performance, ce qui est un avantage intéressant pour le rendement de la pompe à chaleur, indépendamment de l'davantage obtenu du point de vue mise en oeuvre, cotit et en c ombrement. Suivant l'invention, on dispose à la base d'une cheminée unique de type classique à caisson, un corps de chauffe à eau formé d'un bloc aileté constitué d'un ou plusieurs tubes de circulation d'eau réunis par des ailettes soudées ou brasées, et on dispose au-dessus de ce corps de chauffe à eau un second corps de chauffe électrique, lui-même composé d'une résistance blindée avec des ailettes brasées disposée de telle façon que l'on ait un très faible rayonnement d'un corps de chauffe surl'autre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'une forme de réalisation prise -à titre d'exemple non limitatif et en référence au dessin annexé qui représente une vue en perspective éclatée d'un convecteur mixte. L'appareil se présente comme un caisson parallélipipédique 1, ouvert à sa partie inférieure et à sa partie supérieure, dont la chambre intérieure (2) constitue une cheminée unique dans laquelle l'air chaud circule de bas en haut et sort du convecteur par la grille 3. Une cloison verticale isolante 4 délimite dans le caisson 1 une enceinte isolée de la chambre (2) qui renferme les thermostats, les contacts et boutons de commande de l'appareil. A la base de la chambre (2) est disposé un corps de chauffe à eau formé d'un bloc aileté 5 traversé d'un tube de circulation d'eau chaude 6, alimenté par une pompe à chaleur non représentée. Les ailettes sont soudées ou brasées sur ce tube. Au-dessus de ce corps de chauffe à eau (5, 6) on dispose longitudinalement dans la chambre (2) un autre corps de chauffe électrique lui-meme constitué dune résistance blindée 7 munie d'ailettes soudées ou brasées 8. Les ailettes 8 sont disposées parallèlement à proximité des ailettes 5 du corps de chauffe à eau et l'on dispose les deux corps de chauffe à une certaine distance l'un de l'autre pour qutil y ait un très faible rayonnement thermique de l'un sur l'autre.Pour éviter ce rayonnement on a avantage à monter les deux corps de chauffe de telle sorte que chacune des ailettes 8 du corps de chauffe électrique soit décalée par rapport au plan vertical de chacune des ailettes 5 du corps de chauffe à eau. la résistance 7 est commandée par un thermostat qui réagit à la température de l'air ambiant de la pièce, par exemple un thermostat 9 isolé de la chambre (2) par la cloison 4 et placé à proximité d'orifices latéraux 10. Par temps modérément froid, l'eau tiède provenant de la pompe à chaleur et circulant dans le corps de chauffe à eau (5, 6) échauffe l'air pénétrant à la base du convecteur, provoquelteffet de cheminée dans le caisson 1 > et réchauffe par conséquent l'air de la pièce. La température atteinte est suffisante pour que le thermostat 9 qui commande la résistance électrique 7 ne réagisse pas. Par contre si le temps est plu5 froid et la demande de calories plus forte, la chaleur transmise par le corps de chauffe à eau devient insuffisante, et l'air ambiant tombe au-dessous de la température de déclenchement du thermostat 9 qui réagit alors en commandant la mise en route du corps de chauffe élee- trique (7, 8). Cela se traduit par une élévation plus importante de la température de l'air dans la chambre (2) qui accentue l'effet de cheminée e'est-à-dire qui augmente le débit d'air circulant de bas en haut à l'intérieur du caisson. De ce fait le corps de chauffe à eau (5, 6) étant parcouru par un courant d'air plus rapide cède une quantité plus importante de calories et la température de l'eau sortant du corps de chauffe par la canalisation de retour 6 se trouve abaissée. De ce fait il y a augmentation du coefficient de performance ou de l'efficacité de la pompe à chaleur qui alimenté le corps de chauffe à eau (5, 6). Il faut cependant préndre la précaution de ne pas monter les deux corps de chauffe à proximité trop immédiate pour éviter les transferts de chaleur par rayonnement du corps de chauffe électrique vers le corps de chauffe à eau. Dans ce but on peut disposer les ailettes 5 et 8 parallèlement. Suivant une variante non représentée on peut aussi interposer entre les deux corps de chauffe un écran métallique qui forme venturi à la suite du corps de chauffe à eau. R E Y E N D I C A T I O N S 10) - Convecteur mixte eau-électricité plus particulièrement destiné à Qtre ali menté en eau tiède par une pompe à chaleur c a r a c t é r i s é p a r 1 e f a i t qu'on dispose dans la meme enceinte (2) , -au-dessus d'un bloc à ailettes formant le corps de chauffe à eau (5, 6), connu en soi, placé à la base du caisson 1 du convecteur-, un corps de chauffe électrique formé d'une résistance blindée à ailettes (7, 8) qui constitue un chauffage d'ap point et diminue la température de l'eau de retour du corps de chauffe à eau en augmentant l'effet de cheminée à l'intérieur du caisson. 20) - Convecteur mixte selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les ailettes 5 du corps de chauffe à eau et les ailettes 8 du corps de chauffe électrique sont dans des plans verticaux. 30) - Convecteur mixte selon la revendication 2 caractérisé par le fait que cha cune des ailettes 8 du corps de chauffe électrique est décalée par rapport au plan vertical de chacune des ailettes 5 du corps de chauffe à eau. 40) - Convecteur mixte selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'un écran métallique horizontal formant venturi est interposé entre les deux corps de chauffe. 5.) - Convecteur mixte selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'un thermostat 9, réagissant à la température de l'air ambiant, et isolé de la chambre (2) de cheminement des gaz chauds, commande la résistance hlectrique 7.