Brevet FR2394016A1 — publié le 19790105

La présente invention concerne en premier lieu un procedé destiné à permettre la modulation dé la quantité d'énergie calorifique émise par un appareil radiant fonctionnant au gaz et destiné au chauffage par rayonnement de locaux ou de zones à chauffer situées en plein air. Le chauffage par blocs radiants situés à une certaine distance de la zone à chauffer ou au-dessus du sol permet d'obtenir, grâce au rayonnement émis vers la zone à chauffer, un état de confort thermique convenable dans une ambiance où la température de l'air peut être de 5 à 70C inférieure à la température sèche résultante.Tout chauffage rationnel ayant pour but de maintenir une température sèche résultante aussi proche que possible de la température de neutralité dite "de confort thermique", implique, pour un chauffage par blocs radiants placés à distance de la zone à chauffer et notamment à distance du sol, d'avoir un éclairement au sol modulable et homogène afin de permettre le maintien constant de la température sèche résultante qui est égale à la demi-somme de la température sèche de l'air et de la température radiante moyenne (surface radiante des blocs radiants et des parois du local s'il s'agit de chauffer un local). Cette modulation d'éclairement homogène serait obtenue facilement si l'on pouvait agir sur la pression d'alimentation du gaz, mais cette solution est absolument impratiquable compte tenu des pressions d'alimentation normalisées tant en France qu'à l'étranger et de la réduction de ces pressions qu'impliquerait une modulation efficace. En effet, l'énergie cinétique du fluide inducteur (c'est-à-dire le gaz) serait dans un tel cas de réduction de la pression, insuffisante pour entraîner, à travers le mélangeur, la quantité d'air nécessaire à une bonne combustion. On a proposé, pour chercher à réaliser cette modulation, des installations régulées par commande thermostatique dans lesquelles des blocs radiants indépendants étaient allumés et éteints alternativement en fonction des besoins. Toutefois, le fonctionnement par tout ou rien des blocs radiants, même si ceux-ci sont répartis le plus judicieusement possible, ne permet pas une modulation homogène de l'éclairement et pose d'ailleurs des problèmes de fonctionnement de l'installation et entraîne une consommation de gaz excessive. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients. en prévoyant un procédé de modulation de l'éclairement consistant à utiliser des blocs radiants comportant chacun au moins deux panneaux radiants, un des panneaux radiants étant alimenté en permanence par le mélange combustible de façon à rester allumé en permanence, tandis que l'on agit sélectivement sur l'alimentation en gaz de 11 autre ou des autres panneaux pour provoquer alternativement leur allumage ou leur extinction.Ainsi, dans chaque bloc radiant, un des panneaux demeurant allumé en permanence assure une valeur dleclairement au sol limite en évitant une trop brusque chute de température dans la zone que le bloc radiant est chargé de chauffer De cette manière, on peut éviter des allumages et extinctions trop fréquents des panneaux alimentés sélectivement en gaz, ce qui réalise une économie de combustible et entrain moins de risques de détérioration ou d'usure des éléments de l'installation. Par ailleurs, on réalise de cette manière une meilleure homogénéité de I'éclairement général au sol. De plus, étant donné que les panneaux radiants alimentés sélectivement en gaz .se. trouvent toujours au voisinage d'un panneau allumé en permanence, on conçoit que le rendement des panneaux alimentés sélectivement en gaz sera amélioré puisqu'ils pourront être portés plus rapidement à leur température de rayonnement maximale, étant donné qu'ils se trouveront dans une atmosphère préchauffée. On notera que, les panneaux radiants de chaque bloc radiant pouuvant être orientés dans différentes directions, il est indispensable de réaliser l'allumage automatique des panneaux alimentés sélectivement en gaz quelle que soit leur position par rapport au panneau allumé en permanence. On conçoit en effet que dans le cas où le panneau allumé en permanence se trouverait dans une position supérieure à celle du panneau alimenté sélectivement en gaz, la flamme ne pourrait pas se transmettre du panneau alimenté en permanence au panneau alimenté sélectivement et l'on ne pourrait dans ce cas, obtenir l'allumage désiré. La presente invention a donc pour but d'assurer une sécurité de fonctionnement de chacun des blocs radiants en prévoyant, dans chaque panneau alimenté sélectivement en gaz, une zone isolée du reste du panneau et que l'on raccorde en dérivation sur l'alimentation du panneau allumé en permanence, de telle sorte que lesdites zones isolées soient alimentées en gaz en même temps que le panneau allumé en permanence. Ainsi, la zone isolée de chaque panneau alimenté sélectivement joue le rôle pour ce dernier d'une veilleuse permettant son allumage automatique dès lors que le reste du panneau est alimenté en mélange combustible. De plus, afin d'augmenter la sécurité d'utilisation de chacun des blocs radiants, l'allumage lors de la mise en marche de l'installation, est provoqué par l'allumage du gaz au niveau d'au moins une zone isolée d'un panneau alimenté sélectivement. Ainsi, la zone isolée sert d'allumeur pour le panneau destiné à rester allumé en permanence. Cette sécurité donne la certitude que l'alimentation simultanée en combustible du panneau destiné à être allumé en permanence et de la zone isolée est convenable, ce qui fournit 1'assurance que les panneaux alimentés sélectivement en gaz seront bien allumés au moment où on le souhaitera. De même, pour des raisons identiques, on contrôlera le fonctionnement du bloc radiant au niveau d'une au moins des zones isolées d'un des panneaux alimentés sélectivement. L'invention concerne également une installation de chauffage pour la mise en oeuvre du procédé caractérisée en ce qu'elle comporte - un bloc radiant constitué par au moins deux panneaux radiants alimentés indépendamment et respectivement par un injecteur de gaz associé à un organe de commande du débit de gaz dans l'injecteur, - un système de contrôle et de sécurité assurant, d'une part le contrôle du maintien en permanence à l'état allumé d'un des panneaux radiants et, d'autre part, l'arrêt de l'arrivée de gaz à chaque panneau radiant dans le cas de l'extinction inopinée ou du non-allumage du panneau radiant devant être maintenu en permanence à l'état allumé ; et - un thermostat d'ambiance sensible à la température fournie par l'installation et commandant sélectivement la mise en marche ou l'arret, en fonction d'une tempé rature déterminée, du ou des injecteurs alimentant les panneaux radiants autres que celui devant être maintenu en permanence a L'état allumé Pour chaque panneau allumé sélectivement, on prévoit une première zone alimentée en mélange combustible en même temps que le panneau allumé en permanence et une deuxième zone alimentée en mélange combustible indépendamment du panneau allumé en permanence, ces deux zones étant isolées l'une de l'autre et la première zone restant allumée en permanence en faisant office de veilleuse tant que le panneau allumé en permanence reste en fonctionnement. Le système de contrôle et de sécurité du bloc radiant est associé à la première zone d'au moins un des panneaux sélectivement allumé et il en est de même d'un organe d'allumage également associé a une dite première zone. On décrira à présent l'invention à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, dans lesquels La figure 1 représente schématiquement un bloc radiant fonctionnant selon la présente invention. La figure 2 est une vue en perspective sJiématique coupée des panneaux radiants du bloc radiant de la figure 1 ; et la figure 3 est le schéma électrique du système de commande et de sécurité d'un bloc radiant selon les figures 1 et 2. A la figure I, on a représente schématiquement en 1 un bloc radiant qui sera avantageusement du type décrit dans la demande de brevet déposée par la demanderesse le même jour sous le titre "Procédé et dispositif pour faire varier la valeur d'eclairement au sol d'un-bloc radiant". Ce bloc radiant comporte une carrosserie extérieure C dans laquelle sont logés des panneaux radiants qui, dans l'exemple représen té, sont au nombre de deux1 indiqués par les-chiffres de référence 2 et 3. Naturellement1 on pourrait prévoir un nombre de panneaux radiants plus important sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Les panneaux radiants que l'on décrira plus en détail en référence à la figure 2 sont- alimentés en mélange combustible respectivement par des injecteurs de gaz indépendants 5 et 5a associés à des électrovannes 6 et 6a assurant le contrôle du débit de gaz, chacun des injecteurs 5 et 5aétant alimenté par une tuyauterie 8, 8' branchée sur une canalisation 7 d'arrivée commune de gaz qui est raccordée à une source de gaz sous pression, non représentée. Comme on le voit à la figure 2, le panneau radiant 2 est constitué de façon classique par une enveloppe métallique 9 de forme allongée fermée à sa partie supérieure par des plaquettes rayonnantes 10 qui peuvent être de tout type convenable et notamment des plaquettes en céramique poreuse destinées à être traversées par le mélange combustible qui s'allumera à la superficie desdites plaquettes. L'espace fermé du panneau situé sous les plaquettes 10 est séparé dans sa hauteur par une paroi 13 ménageant une chambre 11 de distribution du mélange combustible aux plaquettes et un espace inférieur 15 dans lequel se trouve un mélangeur 14 qui communique avec la chambre il par des manchons 12. Le mélangeur 14 présente à sa partie avant un venturi 16 avec lequel est aligné l'injecteur de gaz sous pression 5.L'injection du gaz dans le mélangeur selon la flèche F1 provoque l'entraînement dans le mélangeur 14 de l'air comburant selon la flèche F2, d'une façon classique. Le panneau radiant 3 qui a une forme générale semblable au panneau radiant 2 comporte une enveloppe extérieure 17 dont l'espace intérieur est séparé par une paroi 18 dans le sens de la hauteur en deux chambres 19 et 22. La chambre inférieure 19 contient un mélangeur 20 identique au mélangeur 14 et comporte à sa partie avant un venturi 21 aligné avec l'injecteur de gaz sous pression 5a. La chambre superieure 22 située au-dessus du panneau 3 est séparée, dans sa longueur, par une cloison étanche 25 ménageant deux zones isolées. La zone arrière 23 est alimentée en mélange combustible par des tubulures 24 branchées sur le mélangeur 20. Cette zone 23 de la chambre supérieure est fermée à sa partie haute par une surface rayonnante 26 qui est constituée de plaquettes en céramique identiques aux plaquettes 10. La zone de la chambre 22 située en avant de la cloison 25 est, quant à elle, recouverte par une plaquette 27. Ladite zone de la plaquette 27 est raccordée à la chambre 11 du panneau 2 par un tube 28 d'interconnection, de telle sorte que cette zone isolée 22 soit alimentée par dérivation en mélange combustible, en même temps que la chambre 11. Comme on le voit aux figures 1 et 2, la plaquette 27 que l'on appell-era "plaquette veilleuse" est associée, d'une part, à un allumeur 29 qui dans l'exemple représenté est constitué par un filament incandescent alimenté en courant, comme on lue verra en référence à la figure 3, et, d'autre part, à un élément de détection de flamme 30 qui peut être constitué par un thermocouple. Cet allumeur et cet élément de détection de flamme assurent le contrôle du fonctionnement du bloc radiant et sa sécurité. On décrira à présent le fonctionnement du bloc radiant qui vient d'être décrit. On supposera pour commencer, que le bloc radiant est éteint. Pour le mettre en fonctionnement, on injecte du gaz dans le mélangeur 14 du panneau 2. Le mélange combustible alimente donc les plaquettes 10 et la plaquette 27 du panneau 3. On actionne alors l'allumeur 29 qui enflamme le mélange combustible sortant de la plaquette 27. La flamme est communiquée au melange combustible se trouvant dans la zone isolée 22 et elle passe, par le tube 28, dans la chambre 11 du panneau 2, ce qui provoque l'allumage du mélange combustible à la surface des plaquettes 10. Si l'on n'injecte pas le gaz par l'injecteur 5a, les plaquettes 26 du panneau 3 ne sont pas alimentées et ce dernier reste éteint. Au contraire, si on injecte du gaz par l'injecteur 5a, les plaquettes 26 sont alimentées et la flamme située à la surface de la plaquette 27 se communique aux plaquettes 26 dune façon conventionnelle. Si, à présent, par suite d'un incident, le panneau 2 demeure alimenté en gaz, mais que la flamme s'éteint à la surface de la plaquette veilleuse 27, on comprend qu'il pourrait y avoir un risque de nonallumage des plaquettes 26 du panneau 3 selon la disposition relative des panneaux 2 et 3. Ceci ne peut pas se produire, car si la flamme s'éteint au niveau de la plaquette 27, l'élément de détection de flamme 30 commande l'interruption de l'alimentation en gaz du panneau 2, ce qui arrête totalement le fonctionnement du bloc radiant. On décrira à présent en référence aux figures 1 et 3 le Circuit électrique permettant d'assurer la commande sélective de l'allumage du panneau 3 en fonction d'une tempéra ture ambiante. Comme on le voit à la figure 1, le bloc radiant comporte un boîtier de commande 32 auquel sont reliés l'allumeur 29 et l'élément de détection de flamme 30. Ce boîtier de commande est alimenté en courant par le secteur 34 et un thermostat 33 est raccordé pour assurer la modulation du système. La figure 3 montre en détail le circuit qui peut être utilisé selon l'invention. On a représenté - en 31 un interrupteur général qui est manoeuvré au moment de la mise en route du bloc radiant, - en 35 un redresseur ou pont de diode, - en 36 un circuit amplificateur de détection auquel est raccordé l'élément 30 de détection de flamme, ce circuit amplificateur de détection étant accouplé à un potentio mètre P de réglage dont la valeur est ajustée en fonction des caractéristiques de l'élément 30 de détection de flamme, - en 37, un relais de détection commandant les électro vannes 6 et 6a contrôlant le débit de gaz dans les injecteurs 5 et 5a, - en 38 un potentiomètre de réglage permettant de régler le temps de temporisation (de 3 à 70 secondes), - en 39 un relais de temporisation associé au potentio mètre 38 et sur lequel sont branchées les électrovannes 6 et 6a ainsi qu'un transformateur 41 relié à l'allumeur 29, - en 40, un relais de contrôle commandant l'ouverture et la fermeture des électrovannes 6 et 6a suivant un signal reçu du circuit amplificateur de détection de flamme 36, - en 42 la ligne de raccordement de l'élément détecteur de flamme 30 au circuit amplificateur de détection 36. L'invention ayant maintenant été exposée et son intérêt justifié sur des exemples détaillés, la Demanderesse s'en réserve l'exclusivité pendant toute la durée du brevet, sans limitation autre que celle des termes des revendications ciaprès. REVENDICATIONS 1. Procédé pour moduler la quantité d'énergie calorifique émise par un bloc radiant constitué de plusieurs panneaux radiants indépendants fonctionnant au gaz, caractérisé en ce que : - on alimente en permanence un des panneaux radiants en mélange de gaz combustible de façon qulil reste allumé en permanence - et on agit selectivement sur l'alimentation en gaz des autres panneaux pour provoquer alternativement leur allumage et leur extinction. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans chacun des panneaux alimentés sélectivement en gaz, on isole une zone que l'on raccorde en dérivation sur l'alimentation du panneau allumé en permanence de telle sorte que lesdites zones soient alimentées en gaz en même temps que le panneau allume en permanence. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que pour mettre en marche le bloc radiant, on provoque l'allumage du gaz au niveau d'au moins une zone isolée d'un panneau alimenté sélectivement. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'on contrôle le fonctionnement du bloc radiant au niveau d'une au moins des zones isolées d'un des panneaux alimentés s électivement. 5. installation de chauffage pour la mise en oeuvre du procéde selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte : - un bloc radiant constitué par au moins deux panneaux radiants alimentés indépendamment et respecti vement par un injecteur de gaz associé à un organe de commande du débit du gaz dans llinjecteur, - un système de contrôle et de sécurité assurant, d'une part, le contrôle du maintien en permanence à 1' état allumé d run des panneaux radiants, et d'autre part, l'arrêt de l'arrivée de gaz à chaque panneau radiant dans le cas de l'extinction inopinée du non-allumage du panneau radiant devant être maintenu en permanence àa l'état allumé, et - un thermostat d'ambiance sensible à la température fournie par l'installation et commandant sélecti- vement la mise en marche ou l'arrêt, en fonction d'une température déterminée du ou des injecteurs alimentant les panneaux radiants autres que celui devant être maintenu en permanence à l'état allumé. 6. Installation de chauffage selon la revendication 5, caractérisée en ce que chaque panneau sélectivement utilisé présente - une première zone alimentée en mélange combustible en même temps que le panneau allumé en permanence - et une deuxième zone alimentée en mélange combus tible indépendamment du panneau allumé en permanence, - ces deux zones étant isolées l'une de l'autre de façon que le mélange combustible alimentant la première zone n'atteigne pas la deuxième zone. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que la première zone reste allumée en permanence tant que le panneau allumé en permanence reste en fonctionnement. 8. Installation selon les revendications 5, 6 ou 7, prises ensemble, caractérisée en ce que le système de contrôle et de sécurité est associé à une première zone d'au moins un des panneaux sélectivement utilisé. 9. Installation selon l'une quelconque-des revendications 5 à 8, comportant un organe d'allumage du panneau devant demeurer allumé en permanence, caractérisée en ce que cet organe d'allumage est associé à une première zone d'au moins un des panneaux sélectivement utilisés. 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que chaque première zone des panneaux sélectivement utilisés est reliée au panneau devant être allumé en permanence par une canalisation d'acheminement du mélange combustible, ladite canalisation servant également à transmettre la flamme d'allumage de la première zone à laquelle est associé l'organe d'allumage aux autres premières zones et au panneau devant être allumé en permanence. 11. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le système de contrôle et de sécurité comporte un détecteur de présence de flamme, caractérisée en ce que ledit détecteur est associé à une première zone d'au moins un des panneaux sélectivement utilisés. 12. Bloc radiant permettant d'assurer avec sécurité une modulation de la quantité d'énergie calorifique qu'il émet, caractérisé en ce que ledit bloc radiant comporte - au moins deux panneaux radiants, l'un de ces panneaux étant divisé en deux zones séparées l'une de l'autre, - une première alimentation en mélange combustible alimentant à la fois le panneau non divisé et une première zone du panneau divisé, - une seconde alimentation en mélange combustible alimentant exclusivement la seconde zone du panneau divisé. 13. Bloc radiant selon la revendication 12, comportant un allumeur, caractérisé- en ce que l'allumeur est associé à la première zone du. panneau divisé pour assurer l'allumage simultané de ladite première zone et du panneau non divisé 14. Bloc radiant selon l'une quelconque des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce qu'il comporte un système de contrôle et de sécurité détectant la présence de flamme sur le panneau non divisé, ledit système étant associé a la première zone du panneau divisé. -15. Bloc radiant selon l'une quelconque des revendications 12 à- 14, dans lequel chaque panneau est constitué d'une surface rayonnante montée dans un caisson creux délimitant une chambre de mélange, caractérisé en ce que la chambre de mélange du panneau divisé est séparée en deux zones par une cloison étanche, une de ces zones étant raccordée par une canalisation à la chambre de mélange du panneau non divisé.