Brevet FR2433714A1 — publié le 19800314

L'invention a pour djet un élément de chauffage mixte et une utilisation de cet élément de chauffage dans une installation de chauffage central. On connaît des dispositifs de chauffage d'appoint constitués par une résistance électrique logée dans une enveloppe tubulaire d'un radiateur, la résistance électrique étant en contact avec un fluide de chauffage. Ces chauffages électriques sont particulièrement intéressants en ce sens qutils peuvent être branchés à tout endroit en tirant siflplement une ligne électrique. Ils offrent cependant le désavantage d'etre chers à l'achat.D'autre part, ils occasionnent à l'utilisateur des frais d'exploitation plus élevés que ceux occasionnés par exemple par des radiateurs alimentés.par une installation de chauffage central On a également proposé des appareils mixtes qui peuvent donc fonctionner, au gré de l'utilisateur, avec la source de chaleur de son choix ou avec l'une des sources de chaleur dans le cas où l'autre ferait momentanément défaut. Ces appareils de chauffage mixtes ont comme source principale une source de gaz de chauffage ou comportent à leurs intérieurs un chauffage d'appoint apporté sous forme d'une résistance électrique. Ces appareils offrent le désavantage de présenter deux circuits de circulation de fluide différents, chaque circuit étant déstiné à son mode de chauffage correspondant. le but de l'invention est de proposer un élement de chauffage faisant partie drune installation de chauffage central conventionnelle présentant un chauffage d'appoint dans le cas où l'énergie produite par l'installation de chauffage central ferait défaut. L'élément de chauffage mixte selon l'invention, comprenant une enveloppe reliée à un conduit d'alimentation en fluide chauffant provenant d'une source de chaleur et à un conduit de retour de fluide vers la source, est caractérisé en ce qu'une vanne de fermeture est placée entre chacun des conduits d'alimentation et de retour du fluide et l'enveloppe et en ce qu'un thermo-plongeur comportant une résistance électrique chauffante s'étend à l'intérieur au bas de l'enveloppe. Dans un mode d'exécution préféré, le thermo-plongeur est fixé sur l'enveloppe de l'élément à l'emplacement de la connexion entre le conduit de sortie de fluide chauffant et l'enveloppe. La résistance chauffante peut être introduite dans une gaine protectrice en acier inoxydable; la gaine se présentant sous forme de U allongé. L'invention a également pour objet une utilisation de l'élément de chauffage dans une installation de chauffage central conventionnelle. L'installation de chauffage conventionnelle peut être une installation alimentée en énergie par un capteur solaire. Le dessin représente, à titre d'exemple, un mode d'exécution d'un élément de chauffage selon l'invention ainsi qu'une utilisation particulière de cet élément de chauffage. Dans le dessin la figure 1 est une vue en perspective d'un mode d'exécution d'un élément de chauffage, cet élément présentant une partie découpée, la figure 2 est une coupe selon la ligneul de la figure 1, et un la figure 3 est/; oquis schématique d'une installation montrant une utilisation particulière de l'élément de chauffage des figures 1 et 2. L'élément de chauffage 1 représenté dans les figures 1 et 2 comprend une enveloppe 2 délimitant un certain nombre de canaux verticaux et horizontaux 3 séparés par des vides 4 et parcourus par un fluide de chauffage 5. '('élément représenté dans les figures 1 et 2 est un élément de chauffage à titre conventionnel habituellement utilisé dans les installations de chauffage central. I1 comprend plusieurs corps tubulaires plats 6 assemblés de manière connue pour laisser circuler le fluide de chauffage. Ces corps 6 assemblés permettent d'accroÎtre la surface de l'élément chauffant de manière connue, laquelle est en rapport direct avec l'air ambiant de la pièce à chauffer en augmentant ainsi l'etendue donnant lieu à des échanges de chaleur. A sa partie inférieure et à sa partie supérieure, l'élément-l comporte une ouverture taraudée 7, respectivement 8 permettant de visser une bague 9, respectivement 10 agencée pour fixer un tuyau de sortie 11, respectivement un tuyau d'entrée 12 du fluide chauffant. Sur le tuyau de sortie 11, de même que sur le tuyau d'entrée 12, est placée une vanne de fermeture 13, respectivement 14. Les vannes 13 et 14 seront de préférence des vannes de fermeture et d'ouverture commandées électriquement. Comme mentionné ci-dessus, l'élément décrit en regard des figures 1 et 2 fait partie d'une installation de chauffage central et les tuyaux de sortie 11, respectivement entrée 12 sont situés en bas, respectivement en haut de l'élément et permettent la circulation du fluide de chauffage. Le fluide de chauffage est en général de l'eau, mais il est évident que l'eau peut être remplacée par de l'huile ou d'autres produits liquides adéquats. Les deux vannes de fermeture 13 et 14 permettent de mettre hors circuit 11 élément 1 relativement à l'installation de chauffage central non représenté. t' élément pourra alors travailler indépendamment comme expliqué plus loin. Dans une installation de chauffage central conventionnelle, par exemple une installation avec chaudière munie d'un brûleur à mazout, la mise.hors circuit des éléments peut être utile en cas de panne ou d'arrêt du brûleur. Cepéndant, les éléments 1 décrits en regard des figures 1 et 2 ne sont pas spécifiquement déstinés à être utilisés avec un chauffage central conventionnel, mais avec un chauffage solaire. Dans un chauffage solaire, le fluide chauffant 2 dans certains cas où l'ensoleillement n'est pas suffisant nepait; avoir la température nécessaire.Dans ce cas il sera possible de fermer les vannes 13 et 14 et d'utiliser l'élément avec son chauffage indépendant décrit ci-dessous. I1 est clair que l'élément 1 décrit en regard des figures 1 et 2 peut avantageusement être utilisé avec un chauffage central conventionnel, par exemple dans les cas ou l'on veut être aussi sûr que possible que l'élément puisse fonctionner 24 heures sur 24. I1 est en.effet des endroits~où il est indispensable de compter sur un chauffage, par exemple des chambres d'hôpitaux, des espaces où sont en cours des expériences biologiques, etc. Dans tous ces cas l'élément décrit en regard des figures 1 et 2 sera avantageusement utilisé. A sa partie inférieure, l'élément chauffant 1 comporte une résistance électrique 15 fixée sur la bague 9 et introduite dans l'ouverture inférieure de l'élément portant le taraudage 7. La résistance 15 présente deux conduits d'alimentation 16 et 17 sortant du tuyau inférieur 11 et se términant par des bornes 18 et 19 branchées dans un circuit de commande électrique 20 qui est représenté dans la figure 2 schématiquement et qui ne serait pas décrit en détail. La résistance 15 constitue avec les conduits d'alimentation 16 et 17 et les bornes de sortie 18 et 19 un thermo-plongeur de type conventionnel agencé pour être relié au courant du secteur. Cette résistance comprend une gaine en acier inoxydable en forme de U et pénètre à la partie intérieure du radiateur sur environ un tiers de sa longueur. Lorsque lethermo-plongeur comprenant la résistance 15 est en fonctionnement, les vannes 13 et 14 étant fermées, le fluide chauffé dans le bas de l'appareil par la résistance 15 s'élève vers la partie supérieure du radiateur comme montré par la flèche A de la figure 2, où il se refroidit au contact des parois de l'enveloppe 2, laquelle est en contact avec l'air ambiant à chauffer. Le liquide 5 refroidi redescend ainsi comme répresenté par la flèche B par les canaux 7 pour être rechauffé par le thermo-plongeur 15 tout en établissant ainsi un cycle de circulation. Lorsque les vannes 13 et 14 sont fermées et que le chauffage s'effectue au moyen duthermo-plongeur 15, la circulation de fluide se fait à partir du bas du radiateur pour amener le fluide chaud vers le haut, le fluide refroidi se trouvant en haut de l'élément revenant vers le bas pour être rechauffé au contact duthermo-plongeur 15. Par contre, lorsque les vannes de fermeture 13 et 14 sont ouvertes et que l'alimentation du termo-plongeur 15 est mise horscircuit, l'élément de chauffage 1 est de nouveau indu dans le cycle de circulation du fluide provenant d'une source et le fluide chaud arrive dans le tuyau d'entrée 12 pour ressortir vers le bas dans le tuyau 11. Comme mentionné ci-dessus l'élément chauffant qui vient d'être décrit en regard des figures 1 et 2 est particulièrement déstiné à être utilisé avec une installation à chauffage solaire. Cette installation est représentée très schématiquement dansa figure 3. L'installation de la figure 3 comprend un capteur solaire 21 monté sur le toit 22 d'un immeuble 23. Be capteur solaire 21 ne sera pas décrit en détail; il suffit de mentionner que c'est un capteur solaire de type conventionnel formé par un serpentin et dans lequel circule un fluide de chauffage.Le capteur solaire 21 approvisenne par l'intérmédiaire d'un circuit d'alimentation 24 un échangeur de chaleur 25 que nous appelerons par la suite chaudière solaire, par l'intermédiaire dun vase d'expension 26. le fluide provenant du capteur solaire 21 passe ensuite à travers.un serpentin 27 dans la chaudière solaire 25 pour ressortir de la dite chaudière et revenir vers le capteur 21 après avoir traversé un circulateur 28.Dans l'échangeur de chaleur que forme la chaudière de solaire 25 parvient une ligne d'alimentation en eau froide 29, ligne qui ressort de la chaudière enhaut pour parvenir rn dispositif d'alimentation 31 qui pourra servir à alimenter tout l'immeuble en eau chaude Dans le cas où l'ensoleillement ne serait pas suffisant pour amener échangeur de chaleur formant la chaudière solaire 25 à sa température minimum, ils est prévu un chauffage d'appoint 3? déstiné uniquement aux chauffage du circuit d'eau de la ligne 29. De la chaudière solaire 25 sort une ligne d'alimentation 33 pour deux radiateurs 34 et 35, cette ligne retournant en 36 dans la chaudière solaire 25 après avoir été entraînée par un circulateur 37. Le radiateur 34 comprend à son entrée et à sa sortie deux vannes de fermeture 38 et 39 déstinées à mettre la chaudière solaire hors circuit. Les radiateurs 34 et 35 sont chacun des radiateurs du type décrite en regard des figures 1 et 2. L'installation qui vient d'être décrite fonctionne comme suit: Supposant que l'ensoleillement soit suffisant. le capteur 21 livre à la chaudière solaire 25 suffisamment d'énergie pour maintenir celle-ci audessus de sa température minimum. les vannes 38 et 39 sont ouvertes et maintenues ouvertes au moyen d'un circuit électrique non représenté qui a également pour fonction de mettre lesitiermo-plongeurs dsradiateurs34 et 35 hors circuit lorsque les vannes sont ouvertes et inversément. le fluide chauffant échauffé provenant de la ligne 33 traverse les deux radiateurs 34 et 35 pour ressortir par la ligne 36, traverser le circulateur 37 et rejoindre la chaudière solaire 25. le réglage des deux radiateurs 34 et 35 n'est pas décrit en détail et peut se faire par tous les moyens conventionnels, notamment par un thermostat d'ambiance.Si de l'eau chaude est tirée depuis le dispositif 31, cette eau sera automatiquement chauffée lors de son passage à travers la chaudière solaire 25. Supposons maintenant que l'ensoleillement ne soit plus suffisant pour livrer à la chaudière solaire 25 l'énergie nécessaire, afin que celle-ci soit au-dessus de sa température minimum. Dans ce cas, le dispositif de commande électrique ou électronique fermera automatiquement les vannes 38 et 39, de sorte que les radiateurs 34 et 35 seront séparés de l'installation de chauffage solaire. le circuit électrique mettra automatiquement en route les thermo-plongeurs 15 des radiateurs. Le réglage de ces thermo-plongeurs n'est pas décrit.et pourra se faire par tous les moyens conventionnels connus. Dans le cas ou les habitants de l'immeuble voudraient avoir de l'eau chaude, ils pourront être alimentés sans problème, étant donné qu'un chauffage d'appoint 32 du circuit d'eau chaude a été prévu, dans le cas où la température de la chaudière solaire 25 serait insuffisante.On remarque que dans le cas où le capteur solaire ne peut livrer assez d'énergie, les fonctions de chauffage et d'alimentation en eau chaude seront remplies sans interruption dans l'installation qui vient d'être décrite. Etant donné que ces fonctions sont remplies par des chauffages d'appoint (thermo-plongeurs et radiateurs 34 et 35 et chauffage d'appoint 32), toute l'énergie livrée par le capteur 21 servira à rechauffer la chaudière solaire. Au moment où cette chaudière 25 aura atteinte sa température minimum, le dispositif de commande électrique ouvrira de nouveau les vannes 38 et 39 des radiateurs 34 et 35 et mettra hors circuit les thermo-plongeurs électriques. l'installation pourra de nouveau fonctionner en tant qu' installation solaire jusqu'au moment où le capteur 21 ne pourra à nouveau plus livrer l'énergie nécessaire. A ce moment les chauffages d'appoint constitués par les thermo-plongeursis radiateurs 34 et 35 ainsi que par le chauffagé d'appoint 72 du circuit d'eau 29 pourront être remis en route. On remarque que l'élément chauffant au radiateur 1 qui vient d'être décrite regard des figuresl et 2 est particulièrement intéressant en ce sens que c'est un élément de chauffage mixte qui permet d'obtenir un chauffage à partir d'une chaudière centrale, un chauffage d'appoint étant mis en route lorsque l'énergie provenant de la chaudière centrale n'est plus disponible pour une raison ou une autre. L'élément 1 offre l'originalité d'avoir le même fluide de chauffage dans le cas où l'énergie est produite par une chaudière centrale où dans le cas où le chauffage d'appoint placé au bas du radiateur est mis en route. L'élément 1 est donc d'une extrême simplicité et d'un prix de revient n'exédant pas de beaucoup le prix des radiateurs conventionnels. D'autre part dans le cas d'une utilisation avec des capteurs solaires il permet d'obtenir un chauffage d'un coût très bas. L'installation de chauffage solaire qui viet d'être decrite en regard des éléments chauffants des figures 1 et 2 peut évidemment subir des variations, voire des simplifications importantes. Par exemple cette installation peut ne fonctionner qu'à l'aide de thermostats d'ambiance qui soBiciteront le ou les thermo-plongeurs lorsque la température ambiante devient insuffisante. REVENDICATIONS 1. 1. Elément de chauffage mixte comprenant une enveloppe reliée à un conduit d'alimentation en fluide chauffant provenant d'une source de chaleur et à un conduit de retour du fluide vers la source, caractérisé en ce qu'une vanne de fermeture est placée entre chacun des conduits d'alimentation et de retour du fluide et l'enveloppe et en ce qu'un thermo-plongeur comportant une résistance électrique chauffante s'étend à l'intérieur au bas de l'enveloppe. 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que le thermo-plongeur est fixé sur 11 enveloppe de l'élément à l'emplacement de la connexion entre le conduit de sortie de fluide chauffant et l'enveloppe. 3. Elément de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résistance chauffante électrique est introduite dans une gaine protectrice en acier inoxydable. 4. Elément de chauffage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le thermo-plongeur est vissé sur l'enveloppe, sa gaine étant en contact direct avec le fluide. 5. Elément de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gaine du thermo-plongeur est en forme de U allongé. 6. Utilisation de l'élément de chauffage selon la revendication 1 dans une installation de chauffage central conventionnelle. 7. Utilisation selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'installation de chauffage central conventionnelle est une installation alimentée en énergie par un capteur solaire.