Brevet FR2478277A1 — publié le 19810918

Convecteur eau-air à effet de cheminée, notamment pour le chauffage domestique L'invention concerne un convecteur eau-air à effet de cheminée, notamment pour le chauffage domestique. On sait que les installations dite de "chauffage central" pour le chauffage des locaux comportent, dans chaque pièce, un échangeur de chaleur du type radiateur ou convecteur, le convecteur étant, par rapport au radiateur, caractérisé par le fait que la quasi totalité de la chaleur est évacuée vers le local par convection d'air. I1 est connu de réaliser les convecteurs eau-air à l'aide de tôles d'acier constituant d'une part des conduites pour l'eau chaude d'autre part des ailettes qui sont échauffées par ces conduites par conduction thermique dans le métal et qui transmettent efficacement la chaleur à l'air grâce à leur grande surface de contact avec celui- ci. I1 est également connu que cette transmission de chaleur est rendue plus active grâce à la vitesse ascensionnelle de l'air échauffé au contact de ces ailettes, et que cette vitesse peut être augmentée par effet de cheminée, c'est-à-dire en canalisant l'air dans une cheminée verticale autour et au-dessus des ailettes. Ces convecteurs connus présentent l'inconvénient dsêtre relativement coûteux, car leur fabrication nécessite une forte dépense d'énergie, de nombreuses soudures, pliages, assemblages etc et de nécessiter un certain entretien (peinture) pour les protéger contre la rouille. La présente invention a pour but la réalisation d'un convecteur eau-air à effet de cheminée, notamment pour le chauffage domestique d'un prix de revient abaissé, et ne nécessitant pas dVentretien particulier. Elle a pour objet un convecteur eau-air à effet de cheminée, notamment pour le chauffage domestique comportant - des conduites d'eau chaude, - des surfaces d'échange thermique en contact thermique avec ces conduites - et une cheminée dont les parois sont disposées sensiblement vertical lement autour et au dessus de ces surfaces d'échange thermique pour canaliser et accélérer la circulation ascensionnelle de l'air échauffé au contact de ces surfaces, de manière à accélérer échange thermique entre ces surfaces et l'air circulant à leur contact, caractérisé par le fait que ces conduites et ces surfaces d'échange thermique sont constituées par des plaques à canaux internes, le matériau de ces plaques étant un haut polymère organique extrudable comportant une charge thermiquement conductrice. Selon une disposition avantageuse les plaques à canaux internes présentent la forme de plaques verticales dont les canaux sont horizontaux et font saillies sur les deux faces de la plaque. La disposition utilisant des canaux permet d'avoir une vitesse de l'eau suffisante pour un bon échange thermique avec l'eau. Sa réalisation est assez facile. Le fait que les canaux sont horizontaux tend à provoquer un décollement de la couche limite à chaque passage de l'air ascendant au niveau d'un canal. Selon une autre disposition avantageuse le convecteur comporte une résistance électrique de chauffage d'appoint disposée dans la cheminée au dessus des plaques. Un écran thermique est alors disposé dans la cheminée entre cette résistance et ces plaques de manière à empêcher le chauffage radiatif de ces plaques par cette résistance, cet écran occupant moins de deux tiers de la section de la cheminée de manière à ne pas gêner sensiblement la circulation ascensionnelle de l'air. A l'aide des figures schématiques ci-jointes, on va décrire ci-après, à titre non limitatif, comment l'invention peut être mise en oeuvre. I1 doit être compris que les éléments décrits et représentés peuvent, sans sortir du cadre de l'invention, être remplacés par d'autres éléments assurant les mêmes fonctions techniques. Lorsqu'un même élément est représenté sur plusieurs figures il y est désigné par le même signe de référence. La figure 1 représente une vue d'un convecteur selon l'invention en coupe par un plan vertical transversal. La figure 2 représente une vue d'ensemble en perspective du convecteur de la figure 1. La figure 3 représente une vue partielle agrandie de deux plaques du convecteur en coupe par un plan vertical transversal. La figure 4 représente une vue en coupe d'une plaque d'un deuxième convecteur selon l'invention. Le premier convecteur qui est représenté sur les figures 1, 2 et 3 comporte un bâti à parois verticales comportant quatre pieds 2, une cheminée à section rectangulaire de 15 cm de large et de 70cm de haut et un couvercle perforé 6. Dans la cheminée, au bas de celle-ci, sont disposées 16 plaques verticales 8 de 20cm de haut et de 1,6mm d'épaisseur, régulièrement réparties sur la largeur de la cheminée et comportant chacune huit canaux 10 horizontaux régulièrement répartis sur sa hauteur, les canaux des plaques voisines étant disposées en quinconce. Les canaux ont leur axe dans le plan vertical à mi épaisseur de la plaque. Ils ont un diamètre extérieur de 6mm et intérieur de 4, 4mm. Les canaux horizontaux se rejoignent de préférence deux à deux au sein même des plaques, pour former des U couchés à deux branches horizontales longues et un tronçon de raccordement vertical court. Cette disposition avec aller et retour permet d'obtenir une température moyenne de l'eau constante sur toute la longueur du convecteur. Une résistance électrique de chauffage d'appoint 12 est disposée dans la cheminée 4 au dessus des plaques, et isolées de ces dernières par un écran thermique 14. La circulation de l'air est représentée sur les figures 1 et 2 par les flèches 16. Un deuxième convecteur selon l'invention différe seulement du premier par la forme des plaques 20, qui sont constituées de deux parois planes parallèles 22 et 24 reliées par des cloisons internes 26 formant les canaux internes et permettant de contenir la pression de l'air. Le matériau de ces plaques peut être constitué d'un mélange de polyéthylène haute densité avec 40% en poids de polyéthylène chloré, ce dernier comportant 35% de chlore en poids avec 2 à 2,5% d'un agent antioxydant classique (mélange de polyphénols alcoylés et de thiodipropionates) et un agent de couplage classique (1S d'un titanate organique). La charge est constituée par 80% en poids d'un mélange de noir de carbone avec 10% de fibres de carbone de 1 à 3mm de long pour un diamètre de 8 micromètres. Ces plaques selon le premier mode de réalisation peuvent être fabriquées par le processus suivant On réalise par extrusion des plaques planes de 0,8mm d'épaisseur et on colle ces plaques deux par deux par simple pression à chaud dans une matrice en maintenant une pression d'air entre les deux plaques. La matrice comporte des empreintes en creux sur ses deux faces pour assurer la formation des canaux 10 et des connexions d'extrémité sous l'action de la pression d'air entre les plaques. Ce procédé est connu sous le nom de thermoformage. REVENDICATIONS 1/ Convecteur eau-air à effet de cheminée, notamment pour le chauffage domestique, comportant - des conduites d'eau chaude (10), - des surfaces d'échange thermique (83 en contact thermique avec ces conduites - et une cheminée (4) dont les parois sont disposées sensiblement verticalement autour et au-dessus de ces surfaces d'échange thermique pour canaliser et accélerer la circulation ascensionnelle de l'air échauffé au contact de ces surfaces, de manière à augmenter l'échange thermique entre ces surfaces et l'air circulant à leur contact, caractérisé par le fait que ces conduites et ces surfaces d'échange thermique sont constituées par des plaques (8) à canaux internes (10) le matériau de ces plaques étant un haut polymère organique extrudable comportant une charge thermiquement conductrice. 2/ Convecteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites plaques à canaux internes présentent la forme de plaques verticales (8) dont les canaux (10) sont horizontaux et font saillies sur les deux faces de la plaque. 3/ Convecteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les canaux horizontaux sont réunis deux à deux par un tronçon de raccordement vertical à une extrémité de chaque plaque, de maniere à former un circuit en forme de U couché. 4/ Convecteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte une résistance électrique de chauffage d'appoint (12) disposée au dessus desdites plaques (8), - un écran thermique (14) étant disposée dans la cheminée entre cette résistance et ces plaques de manière à empêcher le chauffage radiatif de ces plaques par cette résistance, cet écran occupant moins des deux tiers de la section de la cheminée de manière à ne pas gêner sensiblement la circulation ascensionnelle de l'air.