Brevet FR2556081A1 — publié le 19850607

RADIATEUR ELECTRIQUE PROGAMMABLE La présente invention concerne les appareils de chauffage électrique destinés en particulier aux locaux d'habitation. Actuellement il existe des appareils relativement légers et peu encombrants, mais leur coût d'utilisation est élevé puisqu'il iont appel au tarif de jour en particulier. D'autres appareils plus important s en dimension et en poids accumulent la nuit la quantité de chaleur à l'aide de matériaux réfractaires généralement lourds et de faible chaleur spécifique. Certains appareils mixtes sont moins encombrants, plus légers que les précédents mais ne peuvent subir des coupures importantes d'énergie. L'appareil objet de l'invention permet d'assurer un chauffage régulier jour et nuit, tout en acceptant en cours de journée les 2 coupures de deux heures en heures de pointe. L'intérêt de cet appareil est double puisqu'il permet à la Société de Distribution de réduire les consommations d'heures de pointe, et pour l'utilisateur de bénéficier d'une réduction de tarif. Cet appareil comporte la combinaison de trois principaux éléments - Un réservoir calorifugé d'une conception originale qui permet de libérer la chaleur au moment opportun. - Un paneau chauffant de l'air ambiant. - Des appareils de controle qui se limitent à un relais programmateur et à deux thermostats. Ce relais est destiné à réaliser les diverses séquences choisies par l'utilisateur. Le plein du réservoir est fait sur place en fin d'installation (eau ordinaire) ce qui facilite le transport et la manipulation de l'appareil. DESCRIPTION. - L'appareil est représenté par le figure 1 de la planche 1/3 avec une découpe pour laisser apparaitre les principaux organes. Cet exemple correspond à un appareil de 2.000 W, son poids sans eau est de 30 Kg. environ pour une capacité de réservoir de 501 Sur la partie gauche de la figure nous distinguons 17habillage (1) de l'appareil fixé aux deux supports (2) de façon à ménager le passage de l'air frais ainsi que leurs ouvertures supérieures en vue d'assurer une bonne circulation de l'air. La partie découpée laisse apparaitre le panneau chauffant (3), le réservoir (4) et son calorifuge (5).Sur la partie supérieure du réservoir on distingue la bouche (6) de sortie d'air chaud, tandis qu'à sa partie inférieure on aperçoit le registre de fermeture (7), le thermo-plongeur (8) et la bonde de remplissage (9). La figure 2 de la planche 2/3 représente l'appareil en coupe. Le réservoir (4) partie originale de l'appareil, est traversé verticalement par une ou plusieurs gaines (6) de réchauffage de l'air. Le réservoir (4) repose sur deux supports (2 par l'intermédiaire de quatre goussets (IO) soudés sur le réservoir mais isolés électriquement des supports (2) de façon à obtenir une double isolation entre lthabillage extérieur (1) et les pièces métalliques pouvant entre mises accidentellement sous tension. La figure 3 représente unecoupe de l'appareil avec son habillage (1) comportant des ouvertures (11) protégées sur les trois faces latérales et la partie supérieure afin de faciliter la ciculation d'air. La coupe du réservoir fait ressortir les ondulations de la gaine (6) d'air chaud ainsi que le registre (7) commandé par la tringlerie et le noyau plongeur avec sa bobine (12). Le registre (7) réalisé en matériau léger est constitué par un profilé en U tapissé intérieurement par une bande souple, feutre par exemple. Cet ensemble légèrement déséquilibré pour outre en position fermée lorsque la bobine d'attraction (I2) n'est pas excitée. À la partie supérieure du réservoir se trouve la bonde de remplissage (9) dont le tube pénètre de quelques centimètres de façon à réaliser un matelas d'air nécessaire à l'expansion thermique. À la partie basse du réservoir se trouve le thermoplongeur (8) à l'opposé se trouve le thermostat (I3) . La figure 4 représente l'appareil vue de dessus sans sa plaque supérieure On distingue : à la périphérie l'habillage (1) - le bouchon de remplissage (9) équipé intérieurement d'un joint torique d'étanchéité et d'une jupe d'écoulement en cas de formation de goutelettes de condensation. La sortie de la gaine (6) d'air chaud du réservoir avec ses ondulations - la platine en tole (3) recevant l'élément blindé de chauffage (I4) d'air ambiant, l'ensemble étant fixé par vis sur des pattes soudées sur le réservoir de l'appareil. La figure 5 représente la tole emboutie destinée à être repliée et soudée pour former la gaine (6).I1 est possible d'ajouter une deuxième gaine par exemple sur le même réservoir en vue d'augmenter la surface d'échange, dans ce cas le thermo-plongeur (8) se trouvera tonjours à la partie basse mais entre les deux gaines. La figure 6 montre a pls grande échelle la vue de dessus de l'extrémité de la bouche supérieure de sortie d'air chaud.. La planche 3/3 représente le schéma électrique destiné à réaliser les séquences en vue d'assurer automatiquement le chauffage économique désiré en tenant compte des coupures en heures de pointe signalées par le voyant (21). A la fermeture de l'interrupteur (16) en cours de journée en dehors des "heures de pointe", le panneau chauffant (14) de I.600 W dans notre exemple, se met enservice, tandis que le thermo-plongeur (8) de 400 W sera alimenté de nuit en heure creuse0 L'alimentation de ces deux éléments est commandée respectivement par le thermostat d'ambiance (19) et le thermostat (13) pour l'eau da réservoir. Le thermostat d'ambiance (I9) agit simultanément sur le panneau chauffant (14) et le registre (7) maie en périodes d'heures de pointe~il agira uniquement sur le registre (7). En période de- heures de pointe, l'interrupteur (ia) doit être fermé de façon à récupérer en cours de journée l'énergie absorbée la nuit par l'accu- lateur en heures creuses. par contre, il faudra ouvrir cet interrup teur (I8) durant les quatre mois "d'heures de pointe", c'est à dire lorsque le voyant 21 s'allumera entre 9 h et 11 h et entre ia et 20 h, afin de conserver l'énergie nécessaire aux deux coupures. Le relais R est représenté au repos, c'est à dire non excité, par la figure (8). I1 est constitué de deux poles inverseur et d'un contact à ouverture instantanée mais à fermeture retardée (I50 minutes) environ afin d'étaler la première recharge de l'accumulateur et de réaliser la seconde recharge en heures creuses, Ce type de programmateur peut être facilement réalisé par composants statiques pour supprimer tous bruits mais aussi pour obtenir une meilleure régulation, puisque la commande des thyristors par gachette nécessite une faible énergie. FONCTIONNEMENT. - L'appareil étant correctement branché, enclencher l'interrupteur d'entrée (I6) son fonctionnement sera celui d'un radiateur classique, avec possibilité de choisir son programme en fonction des besoins. En début de saison de chauffage, on fera appel à la marche réduite en ouvrant l'interrupteur (17) et en s'assurant que l'interrupteur (I8) est bien fermé, ce qui permet ra de chauffer a nuit uniquement et d'épuiser toute la chaleur de l'accumulateur en cours de journée.En période de froid fermer l'interrupteur (I7) pour obtenir le chauffage normal, À l'apparition des heures de pointe le voyant s'allume, ouvrir l'interrupteur (18). Durant les quatre mois "d'heures de pointe" l'appareil fera appel uniquement au courant "d'heures pleines", I2 h au maximum et courant de nuit, En fin de période "d'heures de pointe", faire aes opérations inver- ses, fermer l'interrupteur (18), le voyant (21) "heures de pointe" ne s'allumant plus.Si la température le permet ouvrir l'interrup- teur (I7-) pour chauffer qu'en "heures creuses" qui est la marche réduite, L'originalité d'équiper chaque appareil d'un relais program- mateur réalisant les séquences ci-dessus, donne la pessibilité aux utilisateurs de choisir pour chaque pièce lechauffage le plus économique, Ce type d'appareil nécessite évidemment un comptage triple tarifs0 Cette utilisation se traduira par des économies puisque l'abonné fera appel uniquement an courant de nuit et d'heures pleines pour son chauffage. I1 pourra aussi utiliser le contact "heures de pointe" pour décaler le fonctionnement de machine de torte puissance, cela se traduira par une augmentation de consommation R C au détriment des. heures pleines, Cet étalement de puissance avec une réduction importante des consommations "heures de pointe" devrait justifier l'installation d'un compteur triple tarfs avec son contact de commande, R E V E N D I C A T I O N S 1) Dispositif destine a maintenir automatiquement la température d'un local chauffé par radiateur electique tolet en acceptant des coupures importantes d'énergie en particulier en période heures de pointe du réseau d distribution, grace à la combinaison de trois éléments, (réservoir - programmateur - panneau chauffant).caractérisé en ce qu'il comporte principalement un réservoir calorifugé (4) céntenant un liquide chauffé par thermo-plongeur (8) et traversé sur toute sa hauteur par une ou plusieurs gaines (6) d'air chaud à grande s@rface d'échange de façon à libérer au moment opportun la chaleur nécessaire à l'aide d'un relais-programmable destiné à réaliser les diverses séquences choisies par l'utilisateur en vue d'obtenir le fonctionnement le plus économique du radiateur 2) Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que la gaine (6) d'air chaud traversant le réservoir poses de des ondulations intérieures qui augmentent la surface d'échange tout en simplifiant la construction du réservoir. 3) Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice inférieur de ia gaine d'air chaud est équipé d'un registre (7) avec joint d'étanchéité, actionné par bobine électromagnétique (12) alimentée en courant continu de pré@érence afin d'éviter tout bruit du noyau plongeur. Ce registre est commandé par le thermostat d'am biance (I9) 4) Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir est équipé d'une bonde de sécurité (9) permettant de faire le plein du réservoir tout en ménageant l'espace nécessaire à l'expantion thermique.Son bouchon en matière plastique de préférence, est équipé d'un joint torique qui assure l'étanchéité tout en limitant la pression dans le réservoir 5) Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que le liquide du réservoir est chauffé par thermo-plongeur (8) commandé par thermostat (I3) se trouvant tous deux à la partie basse du réservoir mais à l'opposé. 6) Dispositif selon revendicationl, caractérisé en ce que le plein du réservoir est fait sur place après l'installation de l'appareil avec de l'eau ordinaire. 7) Dispositif selon revendicationl, caractérisé en ce que le chauffage direct de l'air est assuré par le panneau (3) à grande surface avec nervures verticales pour faciliter la circulation d'air tout en réchauffant la face avant du calorifuge du réservoir rec@uvert d'une geuille d'aluminium. 8 ) Dispositif selon reendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble réservoir (4) et panneau chauffant (3) est isolé électri- quement et thermiquement aux quatre points de fixation par l'intermé- diaire des goussets (10) soudée au réservoir en vue d'assurer la double isolation. 9) Dispositif selon revendioation 1, caractérisé en ce que l'appa- reil possède un relais particulier en vue de réaliser les séquences d'un programme économique choisi par l'utilisateur grace au schéma original représenté par la planche 3/3 qui tient compte des divers tarifs d'énergie, mais aussi qui permet d'étaler la consommation de jour de façon à recharger l'accumulateur 2 h 30 environ après la coupure d'heures de pointe, quant à la deuxième coupure de I8 à 20 h la recharge se fera à 22 h 30 c'est à dire en "heures creuses" 10) Dispositif selon revendication 9, caractérisé en oe que ce relais programmateur peut-etre réalisé facilement à l'aide de composants électroniques statiques.