Brevet FR2679984A1 — publié le 19930205

Les lois du 2 MARS 1926 et du 8 Septembre 1967 revues et complétées par de nouvelles dispositions, réglementent les conditions d'utilisation des appareils de chauffage des locaux France, voire de part le monde par des législations locales, en fonction des usages auxquels ils sont destinés. Dans leur grande majorité, les appareils de chauffage des locaux sont conçus pour - soit des chauffages en continu - soit de chauffage d'appoint - soit de chauffage central - soit de chauffage Intermittent - soit de chauffage par air pulse - soit de chauffage discontinu - soit de chauffage de fond - soit de chauffage localisé Malgré leur diversité apparente les dispositifs qui ont permis leur réalisation ont en commun D'ètre conçus en général, sur le principe de la propagatIon de chaleur utilisée séparément, soit par convection (dans des convecteurs), soit par conduction ou transport de chaleur entre molécules chaudes et froides (chaudières), soit par rayonnement (vide), la convection n'étant qu'une conduction accélérée. Le corps de chauffe est souvent unique, débitant de l'énergie à température constante, à l'intérieur d'une enceinte isotherme ce qui engendre des pertes importantes de chaleur, par diffèrents processus: Déperdition de chaleur par, absorption, adsorption, dissipation phénomènes de parois. Les inconvénients de cette situation sont nombreux. Le temps de refroidissement de la tempèrature ambiante est souvent très rapide après l'arrèt de production de chaleur. L E S I N N O V A T I O N S P R O P O S E E S On a plusieurs corps de chauffe labyrinthiques semi adiabatiques plusieurs enceintes ou cases ou compartiments thermiques à températures différentes realisant une ambiance thermique de type hétérotherme gràce à un assemblage de blocs thermiques bons et mauvais conducteurs alternés Fig 1/6 à 6/6 Les bénéfices étant de retarder le temps de refroidissement du milieu ambiant, à cause de la restitution lente de la chaleur épargnée par les épargneurs thermiques que sont notamment les blocs mauvais conducteurs mais bons conservateurs de chaleur, associés aux blocs bons conducteurs. CES CONDITIONS REDUISENT LES PERTES DE CHALEUR. tette Invention est caractérisée en ce que la quantité de chaleur initialement produite est transmise à la fois par convection et rayonnement par gradients de température dans les divers compartiments ou cases, à l'intérieur desquels la température varie des plus chaudes aux plus froides imposant ainsi un sens obligé de transport d'énergie de case I vers les cases IV et V. (Fig 1 et 2). Il en rèsulte que contrairement, aux techniques de chauffage existantes dont l'obsolesence peut s'expliquer par le fait qu'elles aboutissent à ne resttituer seulement qu'une partie de chaleur produits après déperdition Importante par dIssipation, par adsorption et absorption, la novation dans le dispositif proposé ici, est que la quantité de chaleur disponible, distribuée n'est plus résiduelle comme c'est le cas dans la plupart des systèmes existants (chaleur produite moins pertes) L'existence de températures différentes dans les compartiments à cause des blocs à potentiels thermiques différents liés d'une part à leur nature et à la différence de leur pouvoir conducteur d'autre part, la quantité de chaleur transmise depuis la case ds production (I), est restituée en définitive sous forme sommatoire, additive. En effet, la chaleur disponible, distribuée est de type sommatoire additionnelle dans le mesure ou les blocs les plus chauds restituent de chaleur par effet de voisinage aux blocs les plus froids de proche en proche avec un effet retard inhérent au caractére mauvais conducteur mais bon récupérateur conservateur des blocs réfractaires (B) mis au contact de blocs bons conducteurs métalliques (F,A). Il n'y a donc pas isothermie comme c'est le cas dans les appareils de chauffage classiques, mais hétérothermie dans le cas proposé ici :d'où sommation thermique à l'équilibre. L'avantage de cette situation nouvelle, est, entre autres, le fait de pouvoir distribuer davantage de chaleur pendant plus longtemps, méme après l'arrét total du système de telle sorte que le refr@idissement de l'air ambiant dans un local utilisant le présent dispositif, intervienne plus tardivement, et done plus économique en énergie récupérée. Cet avantage s'explique par une conservation plus prolongée de chaleur et sa distribution différée dans le temps par les différents thermo échangeurs à gradients de potentiel énergisé transmissible plus lentement dans le temps : C'est une multi restitution thermique retardée, réalisée dans des enceintes semi adiabatiques Cette invention est caractérisée en ce qu'elle est un dispositif épargneur thermique utilisable à la fois :: - Soit en semi adiabatique pour le chauffage des locaux exigeant une situation semi hermétique à cause du système d'aération (vannes) - Soit en adiabatique pour la cuisson des aliments définissant alors, une notion nouvelle dits " cuisson ADIABATIQUE "contrairement à ce qui existe déjà sur le marché tel que le micro onde,... ce qui n'est pas le cas ici pour ce dispositif où, il n'existe pas des émissions d'ondes, mais restitution de chaleur préalablement épargnée dans des épargneurs thermiques (1,2). Dispositif caractérisé en ce qu'il est conçu avec plusieurs corps de chauffe labyrinthiques, à multi restitution thermique par convection et rayonnement (Fig 1/6). Dispositif caractérisé en ce que ces corps de chauffe sont constitués par des blocs, mis dans des enceintes, compartimentées à l'intérieur desquels, passent des résistances électriques. Ces blocs sont : - Soit en fonte (F) - Soit en acier (A) - Soit en argile réfractaire (B) Les dits blocs étant assemblés, disposés, en alternance, en fonction, à la fois de leur nature différente et de leurs propiétés de bons ou mauvais conducteurs thermiques et sont de dimensions variables et différentes. Dispositif caractérisé en ce que les cases ou enceintes sont: -Soit ADIABATIQUES grâce à des cloisons diathermes (1,2) Situation exploitable pour des cuissons dites ADIABATIQUES -Soit semi ADIABATIQUES gràce à un système semi hermétique situation exploitable pour le chauffage des locaux Dispositif caractérisé en ce que la chaleur disponible est distribuée par multi restitution assurée par les blocs à gradients de potentiel énergisé différents. Situation qui confére une possibilité accrue de récupération, de conservation et de distribution de chaleur différées dans le temps gràce à la capacité individuelle de conduction thermique des blocs selon leur nature et leurs propriétés (bons ou mauvais conducteurs). Dispositif caractérisé en ce que la dIstributIon de chaleur dans un milieu ambiant résulte, en définitive, de la sommation de l'addition de chaleur transportée des différents compartiments ou cases à températures hétérogénes, non uniformes ti transmises par des blocs de nature et de propriétés différentes. Dispositif caractérisé en ce que le semi adiabatisme ou l'adiabatisme est utilisé ici, pour épargner de l'énergie gràce à des clcisons diathermes placées dans diverses situations semi hermétiques ou hermétiques selon l'usage désiré : Chauffage des locaux ou cuisson des aliments. Dispositif caractérisé en ce que la récupération thermique est hiérarchisée ou discriminée en zones thermiques des plus chaudes au plus frcides, imposant de ce fait, une direction obligée de propagation de chaleur des compartIments les plus chauds vers les compartiments les plus froids ( I à V) O conditions limitent les pertes de chaleur dans la mesure où elles réduisent les phénoménes de parois. Les parois sont doublées, munies de systèmes d'isolation adéquate judicieusement choisis pour éviter les phénomènes de déperdition par adsorption, par absorption ou par dissipation, en évitant par ailleurs, diverses nuisances physiques ou chimiques, respectant les normes de sécurité. Dispositif caractérisé en ce que la restitution de chaleur est réalisée en phase retard même à l'arrét total de la production de chaleur grâce à l'alternance et aux propriétés des épargeurs thermiques, récupérant et emma gasinant de l'énergie en fonction de leurs capacitès intrinséques. Situations qui permettent de réduire ou de minimiser au maximum les pertes de chaleur, en augmentant leur épargne. Dispositif caractérisé en ce que le freinage du système est automatique, obtenu, en utilisant le principe de la dilation des solides. Ici, l'allongement ou la dilation linéaire des blocs (M) entraine l'arrét de l'ensemble du système grâce à la manette articulée (10, 12) non dilatable car celle-ci est protègèe par des isolants qui lui conférent une rigidité et une solidité lui évitant toute déformation thermique au contact des roues dentelées (9) : d'où le freinage du système voir Fig. 2/6 case de régulation et de contrôle (V). Dispositif caractérisé en ce qu'il est alimenté en circuit électrique provenant soit de l'électricité domestique ou une ou plusieurs battéries autonomes. Dispositif caractérisé en ce que la température de fusion metallique n'est jamais atteinte pour les composants. EXPLICATION DE DESSINS DESCRIPTIFS I, II, III, IV: cases ou compartiments contenant les corps de chauffe labyrinthiques constitués par un assemblage de blocs mis dans des cases et les éléments du dispositif (Fig. 1/6). V : Centre de contrôle et ses composants (Fig 2/6) i : cloison thermo échangeur diatherme semi adiabatique (Fig 5/6) 2: filtre anti particules 3 : régulateur thermique 4 : ventillateurs de distribution thermique 5 : lampe témoin de surchauffe 6 : lampe témoin d'alimentation électrique (Fig 2/6) 7 : indicateur régulateur mixte de pression et de température (Fig 2/6) 8 : thermométre d'appoint (Fig 2/6) 9 : disques dentelés de mise en marche et de fonctionnement (Fig 2/6) 10 : manette contacteur d'arrét (Fig 2/6) 11 : courroie de ventilation (Fig 1/6) R : bloc de fixation métallique avec résistance électrique F : bloc en fonte A : bloc en acier B : bloc réfractaire avec enduit de pâte réfractaire M : bloc métallique facilement dilatable pour le freinage (Fig 2/6) Fig 3/6 & 4/6 : Assemblage de blocs Fig 5/6 : cloison semi adiabatique diatherme double face (1 Fis 616 : r,5 protection anti usure des briques réfractaIres contre leurs émiettements düs à l'incandescence E : Double alimentation électrique 12 : Manette dentelée articulée (Fig 2/6) R E V E N D I C A T I O N S 1 Dispositif de chauffage par épargneur thermique semi adiabatique à corps de chauffe labyrinthiques, à multi restitution thermique par convection et rayonnement, utilisable pour le chauffage des locaux ou en adiabatique, pour la cuisson des aliments, caractérisé en ce qu'il est constitué :: - Par des thermo échangeurs faits de cloisons semi adiabatiques diathermes, semi hermétiques, à double face (i), favorisant l'échange de chaleur entre des cases ou compartiments (I, II, III, IV, V) séparés par des cloisons (argile) enduites de pâtes réfractaires et des filtres anti particules 2 2 Dispositif Selon la revendication 1 caractérisé en ce que les compartiments ou cases contiennent des corps de chauffe labyrinthiques, multifonctionnels constitués par un empilement de blocs disposés en alternance, les uns métalliques en fonte (F), ou en acier (A) avec d'autres, en briques (B) réfractaires (argile) renforcées par un enduit de pâtes isolantes, spéciales, sans aucun phènomène de fusion des composants métalliques, à l'intérieur des cases : I: Case de production de chaleur, contenant des blocs entièrement métalliques, bons conducteurs, en fonte et acier II:Case d'émission de chaleur et de récuperation primaire (thermorécupérateur), fait de blocs métalliques alternant avec des blocs réfractaires peu conducteurs (argile) mais bons récupérateurs. Ces blocs (B) sont introduits dans des sous-enceintes afin d'éviter au maximun, la dispersion de particules éventuelles qui s'en détachent à cause de leur incandescence. III: Case de récupération secondaire avec davantage de blocs réfractaires (B) alternés avec des blocs métalliques moins nombreux afin de conserver plus longtemps la quantité de chaleur absorbée et de la restituer lentement en phase retard après l'arrét de la production thermique. IV: case de distribution munie de deux ventilateurs (4) pour us brasser l'air chaud Issu des autres cases au sein desquelles la température est plus élevée. V : Case de régulation, de contrôle de température et de pression barométrique (7,8), et d'arrét du dispositif (9,10) 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérsié en ce que les blocs métalliques (M) qui s'allongent par dilatation linéaire, repoussent, la manette d'arrét (10) non dilatable, étant isolé thermiquement pour éviter toute déformation ou changement d'état de manière à rester rigide, solide, va bloquer les roues dentelées (9) sous l'action du bras articulé (12) de la dite manette, d'où le freinage et l'arrét du système par contre coup (Fig.2/6). 4 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les blocs ne subissent aucun phénomène de fusion dans la mesure où, leurs températures respectives de fusion ne sont, à aucun moment atteintes, au cours du fonctionnement du dispositif de telle manière, à toujours, leur conserver, un état rigide, solide, résistant grâce à une protection isolante. 5 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, la manette d'arrèt (10) doit notamment, conserver sa raideur, sa solidité afin de ne subir aucun changement d'état, ni de forme, en évitant de devenir mou ou páteux, conditions et qualités requises pour le freinage par contact : La dilatation n'implique pas l'état de fusion mais une notion de dimension, d'où l'allongement, utilisé ici pour le freinage. Pour cela, une isolation thermique de protection des parois internes de l'ensenble du dispositif, est indispensable. 6 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il est réalisé un SEMI ADIABATISME des compartiments ou cases, séparés par des cloisons diathermes semi hermétiques de manière à favoriser l'échange de chaleur, d'une part entre les parois plus chaudes et les parois froides, et avec le milieu extérieur, gráce, à la fois, à des vannes d'aération et le case de distribution, (IV) par brassage d'air chaud et froid, d'autre part: - Situations compatibles pour le chauffage des locaux. 7 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que, l'on peut se retrouver en condition adiabatique, en modifiant et en manipulant à volonté le dispositif de manière à obtenir momentanément selon l'usage désiré, une fermeture des vannes d'aération, créant de ce fait, une absence d'échange thermique avec le milieu extérieur. Les cases ou enceintes se retrouvent en situation adiabatique compatible pour la cuisson adiabatique. Dans ce cas, la notion d'échange thermique, se déroule en vase clos, hermètique sans lien avec le milieu extérieur au système.' 8 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il est alimenté soit en électricité domestique soit avec des battéries de 12 Volts, conférant davantage d'autonomie au dispositif.