Brevet FR2700609A1 — publié le 19940722

DISPOSITIF DE CHAUFFAGE PAR RAYONNENENT ET CONVECTION COMBINES La présente invention a trait à un dispositif de chauffage combinant le chauffage par rayonnement et le chauffage par convection. On connaît, d'une part, des dispositifs de chauffage électrique dans lesquels la chaleur est fournie par rayonnement à l'aide de différentes structures telles que des résistances électriques associées à des réflecteurs ou des plaques rayonnantes. On connaît, d'autre part, des dispositifs à chauffage par convection seule, à partir de diverses structures telles que des toiles métalliques ou des résistances électriques blindées à ailettes de diffusion. On connaît, enfin, des appareils de chauffage engendrant de la chaleur à la fois par rayonnement et par convection, mais par l'intermédiaire de deux circuits distincts et séparés, à la fois physiquement et fonctionnellement. Le but de l'invention est de proposer une structure de chauffage combinant les deux modes, rayonnement et convection, de manière plus simple, plus compacte et plus facile à gérer. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de chauffage par rayonnement et convection combinés, du type comprenant au moins une source mono ou bi-énergie agencée dans un corps métallique de diffusion, caractérisé en ce que ledit corps de diffusion comprend - une partie dissipant la chaleur par rayonnement, en forme de plaque mince plane ou non, - et une partie dissipant la chaleur par convection, comprenant des ailettes et disposée d'un côté de ladite plaque rayonnante, en sorte que la chaleur engendrée par ladite source soit dissipée, pour partie, par rayonnement direct d'un côté de ladite plaque, et, pour partie, par convection de l'autre côté de la plaque. Suivant un autre mode de mise en oeuvre, ledit corps de diffusion est monobloc et en aluminium et la face de ladite plaque opposée aux ailettes est soumise à un traitement de surface tel que sablage, grenaillage, striage, attaque chimique ou électro-érosion. Suivant un autre mode de mise en oeuvre, lesdites ailettes sont alignées suivant au moins un plan et forment par rapport audit plan un angle inférieur à 900, dont la valeur est d'autant plus proche de O que la proportion de la dissipation de la chaleur par ladite partie rayonnante doit être plus forte. Suivant encore un autre mode de mise en oeuvre, un tel dispositif de chauffage comporte plusieurs sources mono ou biénergie, avec chacune leur corps de diffusion, lesdites parties rayonnantes desdits corps étant agencées pour former une paroi rayonnante. Lesdites parties rayonnantes sont, par exemple, assemblées entre elles en sorte de former une paroi à face unique plane ou incurvée ou à facettes, planes ou incurvées, formant un angle entre elles. Suivant une autre caractéristique du dispositif de l'invention, la ou chaque source peut être une source biénergie constituée d'une résistance électrique blindée et d'un fluide caloporteur circulant dans un conduit en parallèle avec ladite résistance, les deux énergies étant mises en oeuvre et régulées simultanément ou non. Le dispositif de chauffage selon l'invention est plus simple de conception et de fabrication. I1 permet de fournir, d'une manière qui peut être éventuellement et aisément modulée, deux modes de fourniture de chaleur, ajustés en fonction de l'optimum de confort que l'on souhaite atteindre. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de modes de réalisation du dispositif de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels - Figure 1 est une vue de principe en élévation latérale et en coupe verticale d'un dispositif de chauffage conforme à l'invention - Figure 2a à 2i illustrent diverses variantes de réalisation du corps de chauffe du dispositif de la figure 1 ; - Figure 3 représente en coupe un corps de chauffe selon la variante de la figure 2h - Figure 4 est une vue de face en élévation du dispositif de la figure 3 - Figure 5a et 5b illustrent deux modes de déploiement d'éléments chauffants selon les figures 3 et 4, et - Figure 6 illustre une autre variante de réalisation d'un corps de chauffe selon l'invention. Sur la figure 1 on a représenté en 1 le carter d'un appareil de chauffage électrique selon l'invention, à l'intérieur duquel est disposé un corps de chauffe ou diffusion 2 conçu et agencé pour délivrer, en façade avant et en partie inférieure de l'appareil, un flux de chaleur rayonnante Fr sensiblement dirigé à l'horizontale, à travers des ouïes ménagées à cet effet dans ladite façade avant 3. Le corps de chauffe 2 fournit par ailleurs un flux thermique convectif Fc à partir d'air 4' pénétrant à l'intérieur du carter 1, à l'extrémité inférieure de l'appareil, par un ou plusieurs orifices de passage appropriés, et délivré sur la façade avant 3 de l'appareil, en partie haute, à travers une fenêtre munie de lamelles 5 fixes ou orientables. le corps de chauffe 2 comprend, d'une manière générale, un ensemble unitaire constitué d'une partie 6 dissipant la chaleur par rayonnement et en forme de plaque mince parallèle à la façade avant 3 et à proximité de cette dernière, et d'une partie 7 dissipant la chaleur par convection, comprenant des ailettes de dissipation 8 ou analogues disposées à l'arrière de la plaque 6 et solidaires d'une résistance électrique blindée 9 elle-même solidaire de la plaque 6. Avantageusement, la plaque 6 et les ailettes 8 font partie intégrante de l'enveloppe externe métallique, par exemple de l'aluminium, de la résistance blindée 9. Cette dernière est par exemple de conception classique et comprend (comme illustré par la figure 2a) un conducteur électrique central 10 noyé dans une matière isolante appropriée 11, par exemple de la magnésie, enfermée dans ladite enveloppe externe 12. Le corps de chauffe 2 de la figure 1 est facilement réalisable par extrusion, puis perforation des ailettes 8. Avantageusement, la face de la plaque 6 tournée vers la façade avant 3 de l'appareil est soumise à un traitement de surface tel qu'un sablage, un grenaillage, un striage, ou une attaque chimique ou une électro-érosion, afin de modifier le pouvoir émissif de la plaque 6. La face de la plaque 6 tournée vers les ailettes 8 est au contraire laissée lisse et brillante pour limiter son émissivité. Au traitement de surface ci-dessus tendant à rendre plus rugueuse ladite surface frontale, on peut ajouter, toujours en vue d'accroStre le pouvoir émissif de la plaque 6, un revêtement de cette dernière d'une peinture sombre, noire ou grise et mate, résistant à la température. Si l'on veut au contraire réduire la proportion de chaleur rayonnée par rapport à celle fournie par convection, on réduira le pouvoir émissif de la plaque 6 en rendant la surface métallique de la plaque 6 (côté opposé aux ailettes 8) brillante et lisse. De préférence, la partie chauffante convective 7 du corps 2 sera traitée pour avoir une émissivité faible, la surface des ailettes 8 étant par exemple lisse et brillante, en vue de limiter le rayonnement sur les parois de l'appareil de chauffage. Sur la figure 1, les ailettes 8 sont alignées sur deux plans, cependant que sur la figure 2a, elles sont alignées sur un seul plan perpendiculaire à celui de la plaque 6. Les figures 2b à 2i illustrent divers corps de chauffe à ailettes 8 suivant un ou deux plans. Les ailettes 8 d'un même plan forment de préférence avec ledit plan un angle inférieur à 900 et la valeur de cet angle peut être modulée en sorte qu'en se rapprochant de O on augmente la proportion de la dissipation de la chaleur par la partie rayonnante 6 par rapport à la dissipation par les ailettes 8. Dans la variante de la figure 2c, la plaque 6' est, sur sa face opposée aux ailettes 8, striée ou rainurée. Dans la variante de la figure 2d, la plaque 6" comporte deux parties planes formant un angle entre elles. Sur la figure 2e, la plaque 6" est incurvée et présente une face concave à l'opposé des ailettes 8. Sur la figure 2f, les ailettes 8 sont prolongées par une aile pliée 13 servant à conduire une partie de la chaleur émise par la résistance blindée 9. Les corps de chauffe illustrés par les figures 1 et 2 à 2f peuvent être utilisés seuls ou à plusieurs par appareil. La figure 2g représente deux corps de chauffe 2 utilisés séparément, simultanément ou non. La figure 2f représente trois corps de chauffe 2 du type illustré par la figure 2a, assujettis l'un à l'autre par une liaison à rotule 14 représentée plus en détail sur les figures 3 et 4. La figure 2i représente deux corps de chauffe séparés, de morphologie différente et agencés différemment. La figure 3 représente deux corps de chauffe 2' et 2" à plaque rayonnante 6 et résistante blindée de section circulaire 9' et triangulaire 9", les ailettes associées aux résistances 9', 9" n'étant pas représentées. Les plaques rayonnantes 6 sont associées le long d'un de leurs bords longitudinaux par une liaison à rotule 14 comprenant une nervure 15 de section cylindrique solidaire de l'une des plaques 6 et susceptible d'être engagée dans une gorge réceptrice 16 de forme appropriée, solidaire de l'autre plaque 6. L'association par la liaison à rotule des plaques 6 (planes ou non) permet, soit de placer ces dernieres dans un même plan, soit de leur donner toute angulation entre elles, comme illustré par les figures 5a et 5b. La figure 6 représente une plaque 6 à deux sources d'énergie, l'une, constituée par la résistance blindée 9" et, l'autre, constituée par un fluide caloporteur véhiculé dans un conduit approprié 17 ménagé sur la face arrière de la plaque 6. Les deux sources d'énergie peuvent être mises en oeuvre et régulées simultanément ou séparément. En outre, la figure 6 illustre un autre mode de liaison de plusieurs plaques 6 entre elles, constitué d'une liaison par accouplement par queue d'aronde. A cet effet, chaque plaque 6 comporte, le long d'un de ses bords, une nervure 18 de section en queue d'aronde et, le long de son autre bord, une gorge réceptrice 19 à section en queue d'arronde. Enfin, l'invention n'est évidemment pas limitée aux modes de réalisation représentés et décrits ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne les formes, dimensions, agencement des ailettes de convection 8, de la plaque rayonnante 6, la nature et l'agencement de la ou des sources d'énergie 'associées à chaque corps de chauffe. REVENDCIATIoNS 1. Dispositif de chauffage par rayonnement et convection combinés, du type comprenant au moins une source mono ou biénergie agencée dans un corps métallique de diffusion (2), caractérisé en ce que ledit corps de diffusion comprend - une partie (6) dissipant la chaleur par rayonnement, en forme de plaque mince plane ou non, - et une partie (7) dissipant la chaleur par convection, comprenant des ailettes (8) et disposée d'un côté de ladite plaque rayonnante, en sorte que la chaleur engendrée par ladite source soit dissipée, pour partie, par rayonnement direct (Fr) d'un côté de ladite plaque (6), et, pour partie, par convection (Fc) de l'autre côté de la plaque. 2. Dispositif de chauffage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps de diffusion (2) est monobloc et en aluminium et la face de ladite plaque (6) opposée aux ailettes (8) est soumise à un traitement de surface tel que sablage, grenaillage, striage, attaque chimique ou électro-érosion. 3. Dispositif de chauffage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite face ayant subi ledit traitement est en outre revêtue d'une peinture sombre, noire ou grise, et mate. 4. Dispositif de chauffage suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la face de ladite plaque (6) tournée vers les ailettes (8) est brillante et lisse. 5. Dispositif de chauffage suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface des ailettes (8) est rendue brillante et lisse. 6. Dispositif de chauffage suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdites ailettes (8) sont alignées suivant au moins un plan et forment par rapport audit plan un angle inférieur à 90 , dont la valeur est d'autant plus proche de 0 que la proportion de la dissipation de la chaleur par ladite partie rayonnante (6) doit être plus forte. 7. Dispositif de chauffage suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs sources mono ou bi-énergie, avec chacune leur corps de diffusion, lesdites parties rayonnantes (6) desdits corps étant agencées pour former une paroi rayonnante. 8. Dispositif de chauffage suivant la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites parties rayonnantes (6) sont assemblées entre elles en sorte de former une paroi à face unique, plane ou incurvée, ou à facettes, planes ou incurvées, formant un angle entre elles. 9. Dispositif de chauffage suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la ou chaque source est une source mono-énergie constituée d'une résistance électrique blindée (9). 10. Dispositif de chauffage suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la ou chaque source est une source bi-énergie constituée d'une résistance électrique blindée (9") et d'un fluide caloporteur circulant dans un conduit (17) en parallèle avec ladite résistance, les deux énergies étant mises en oeuvre et régulées simultanément ou non.