Brevet FR2710733A1 — publié le 19950407

L'invention concerne un appareil de chauffage électrique du type radiateur à deux sources de chaleur combinées utilisant deux modes de dissipation différents et plus particulièrement à un appareil de chauffage électrique formant à la fois un convecteur, un radiateur et un accumulateur de chaleur. Un radiateur à accumulation de chaleur fonctionne généralement dans les périodes Journalières pendant lesquelles le prix de l'électricité est faible, par exemple la nuit, en chauffant plusieurs blocs massifs accumulateurs pour restituer une partie de la chaleur ainsi accumulée pendant le jour, et chauffer l'environnement dans lequel il est placé. Un inconvénient des appareils de chauffage à accumulation est qu'ils sont difficiles à réguler. Pour des raisons économiques, on préfère des appareils à accumulation de grande capacité. Ainsi beaucoup de chaleur est accumulée pendant la nuit et la température dans l'environnement immédiat de l'appareil est notablement élevée, difficile à supporter et à contrôler. De plus un appareil de chauffage à accumulation de grande capacité est volumineux et d'esthétique en générale très lourde. Plus récemment ont été développés des appareils de chauffage à accumulation de plus petite taille et donc de capacité moindre présentant l'inconvénient que la restitution de chaleur peut être insuffisante le soir. Un autre inconvénient des appareils de chauffage à accumulation est leur fonctionnement alternatif passant en une nuit de la température ambiante à une température élevée au matin pour ensuite se refroidir tout au long de la journée. Le brevet européen EP 0 188 892 propose un appareil de chauffage électrique à accumulation dans lequel une source de chaleur à convection ou rayonnante en forme d'âtre de cheminée est placée devant le bloc d'accumulation. Le brevet anglais n" 1 098 453 décrit aussi un appareil de chauffage électrique à accumulation et convection ou rayonnement se plaçant dans l'âtre d'une cheminée. La fonction accumulation de chaleur est divisée en deux parties placées de part et d'autre de l'âtre en deux colonnes de section approximativement rectangulaire. Le principal inconvénient des solutions cidessus provient du volume et donc du poids important des éléments d'accumulation. Il s'agit d'appareils foncièrement immobiles c'est-à-dire placés à demeure dans une pièce. Un autre inconvénient réside dans le fait que les faces inférieure et arrière du bloc d'accumulation ne sont pas placées dans le courant de convection. L'objet de la présente i invention est de proposer un appareil de chauffage individuel combiné convecteur et accumulateur de chaleur qui soit discret, d'utilisation économique et d'esthétique plaisante, l'accumulation de chaleur se limitant à un fonctionnement quasi permanent autour d'un état idéal. Ce but est atteint en superposant une source située dans une zone inférieure de l'appareil et une source de chaleur centrale à effet d'accumulation sous la forme de plusieurs blocs réfractaires dans chacun desquels est noyée une résistance chauffante. Les caractéristiques techniques et d'autres avantages de l'invention sont consignés dans la description qui suit, effectuée à titre d'exemple non limitatif sur un mode d'exécution en référence aux dessins accompagnants dans lesquels la figure 1 est une vue d'ensemble en perspective de l'appareil de chauffage selon l'invention présentant la structure centrale en écorché, la figure 2 est une vue en perspective de l'arrière, panneau arrière enlevé, la figure 3 est une vue schématique en perspective des éléments dissociés composant la source de chaleur à effet d'accumulation, la figure 4 est une vue schématique en perspective illustrant l'assemblage entre le support de maintien supérieur et le diffuseur arrière, la figure 5 est une vue schématique en perspective illustrant la liaison entre le support de maintien inférieur le diffuseur arrière et un bloc d'accumulation, la figure 6 est une vue en plan montrant le décalage entre la source centrale et la source de chaleur inférieure. L'idée générale inventive consiste à utiliser conjointement et simultanément sur un même appareil de chauffage électrique une source électrique de chaleur à effet d'accumulation et une source électrique de chaleur classique par résistance se développant le long de la partie inférieure de l'enceinte. Plus particulièrement, la source de chaleur à effet d'accumulation est placée en position centrale alors que la source classique par résistance est disposée en position inférieure. On expliquera maintenant en détail les particularités techniques de l'appareil de chauffage selon l'invention. Les sources de chaleur sont enfermées dans une enceinte 1 de forme générale parallélépipédique selon un caisson métallique 2 ouvert au passage vertical de l'air au niveau de ses extrémités inférieure 3 et supérieure 4. Le corps de l'enceinte permet ainsi de canaliser un flux d'air montant sous l'effet de la chaleur. En ce qui concerne l'extrémité supérieure 4, une tablette supérieure 5 ajourée est fixée de façon amovible par clipsage sur des plots tels que 6 équipant le bord supérieur périmétrique 7 du corps de l'enceinte 1. A l'autre extrémité 3, une grille de protection antipénétration 8 ferme l'ouverture 9 de la base inférieure du caisson. L'appareil de chauffage selon l'invention, comporte une source de chaleur inférieure 10 constituée de façon classique d'une résistance chauffante. Dans l'exemple représenté, la source de chaleur inférieure se compose d'une résistance électrique linéaire blindée 11 formée de deux tronçons parallèles d'un même boudin métallique 12 sur lequel sont montées à force des ailettes transversales parallèles entre elles, telles que 13, pour une meilleure dissipation et répartition de la chaleur. Ce corps chauffant se développe pratiquement sur toute la longueur de la partie inférieure du caisson et se trouve placé en position inférieure centrale par rapport aux parois verticales avant et arrière 14 et 15 de l'enceinte 1. L'air froid venant de l'ouverture inférieure 9 est réchauffé par cette source de chaleur inférieure 10 puis monte par convection à l'intérieur d'un volume en cheminée délimité par les parois du caisson formant l'enceinte 1 pour ressortir ensuite à travers la tablette supérieure ajournée 5. Une source de chaleur centrale 16 est constituée d'une masse de matière réfractaire 17 de volume suffisant pour l'obtention d'un effet d'accumulation. Selon la variante représentée cette masse est formée d'une série de blocs parallélépipédiques du type brique réfractaire tels que 18 comportant chacun une résistance chauffante 19 indépendante. Ces blocs réfractaires 18 sont placés en position centrale dans l'enceinte 1 décalés vers la face avant et au-dessus de la première source de chaleur 10 en contact direct avec un panneau diffuseur 20 de face avant de l'enceinte et contre un panneau métallique diffuseur arrière 21. Chaque bloc réfractaire 18 est traversé par la résistance électrique 19 noyée dans la masse, par exemple une résistance électrique blindée ou du type câble chauffant. Les blocs 18 de matière réfractaire sont immobilisés mécaniquement en position debout de la façon suivante par leur deux grandes faces latérales 22 et 23 et par leurs chants transversaux inférieurs 24 et supérieurs 25 selon une suite linéaire se développant horizontalement dans laquelle chaque bloc est séparé de son voisin par un intervalle technique 26. L'immobilisation verticale résulte du maintien en sandwich entre le panneau diffuseur de face avant 20 et le panneau diffuseur arrière 21 qui selon l'exemple représenté sur les figures sont du type ondulés en créneaux. L'immobilisation en hauteur provient du calage des blocs entre deux profilés horizontaux : un profilé inférieur de soutien 27 et un profilé supérieur d' immobilisation 28. Le profilé inférieur de soutien 27 est formé de deux ailes horizontales inférieure 29 et supérieure 30 d'appui réunies entre elles par une aile verticale 31. Les ailes horizontales supérieure 30 et inférieure 29 présentent un retour vers le bas sous la forme d'un rebord d'appui supérieur 32 et d'un rebord inférieur de calage 33. La différence de largeur entre l'aile horizontale inférieure et l'aile horizontale supérieure équivaut approximativement à la largeur des blocs, de façon à permettre un appui du panneau diffuseur de face avant 20 aussi bien sur le rebord inférieur de calage 32 que sur la grande face latérale avant des blocs. Les blocs reposent par leur chant inférieur 24 sur l'aile horizontale inférieure 29 et sont adossés contre le rebord d'appui supérieur 32 de l'aile horizontale supérieure 30. Ce maintien inférieur assure un calage primaire. Le profilé supérieur d'immobilisation 28 assure un maintien vertical efficace. Il est formé d'un corps de forme générale de section en "C" présentant une aile supérieure horizontale à retour supérieur 34 formant ensemble un logement supérieur d'immobilisation 35 pour l'extrémité supérieure des blocs. Ce profilé 28 présente également un retour inférieur oblique 36 vers le haut prolongé vers le bas par un retour d'accrochage 37 formé d'une suite linéaire de pattes verticales telles que 38 venant s'engager dans l'extrémité supérieure de chaque créneau 39 successif du panneau ondulé diffuseur arrière 21 en vue de son maintien vertical. Les blocs de matière réfractaire 18 sont ainsi maintenus le long de leurs chants transversaux horizontaux 24 et 25 par un léger effet de pincement entre le profilé inférieur de soutien 27 et le profilé supérieur d'immobilisation 28. Comme déjà indiqué, les blocs réfractaires sont pris en sandwich entre le panneau diffuseur de face avant 20 et le panneau diffuseur arrière 21. Les grandes faces des blocs sont en contact direct avec ces panneaux diffuseurs 20 et 21 pour des raisons de supplément de maintien en position verticale, mais surtout pour assurer la diffusion efficace de la chaleur accumulée dans les blocs réfractaires et ceci, d'une part directement vers l'avant par l'intermédiaire du panneau de face avant 20 et d'autre part par l'intermédiaire du panneau diffuseur arrière 21 dans une cheminée arrière de convection 40 délimitée par le dit panneau diffuseur et la paroi arrière de l'enceinte. A titre de variante, on peut envisager de remplacer la résistance chauffante inférieure blindée 11 à ailettes 13 par une résistance à fils chauffants bobinés ou disposés en zigzag comme sur les convecteurs classiques. Les blocs accumulateurs 18 sont pris en sandwich entre le panneau métallique diffuseur de face avant 20 et le panneau diffuseur arrière 21, par exemple tous les deux ondulés à forme d'onde en créneaux. Pour des raisons constructives et de solidité, le panneau de face avant est constitué d'un panneau plat sur lequel est rapporté un panneau ondulé. Ces panneaux métalliques permettent la diffusion de la chaleur par rayonnement, mais aussi par convection en raison de leur forme ondulée et de leur emplacement et disposition. Bien entendu, le rayonnement est à exclure ou du moins à réduire fortement sur l'arrière en raison des pertes représentées par une chaleur non directement profitable à l'occupant. L'effet de convection est donc largement favorisé par le type du diffuseur arrière 21 à forme ondulée en créneaux dont les dimensions sont notablement plus importantes en largeur et en profondeur des créneaux que ceux du panneau de face avant comme on peut le remarquer sur la figure 6. La conformation générale de l'appareil de chauffe selon l'invention est telle que les éléments d'accumulation 18 de la source centrale 16 à effet d'accumulation sont décalés horizontalement et verticalement par rapport à la première source 10. Ainsi, la résistance électrique 11 représentant la source inférieure 10 se trouve décalée vers l'arrière pour se situer sous le panneau diffuseur arrière et non pas à la verticale de la suite des blocs réfractaires. Cette caractéristique apparaît de façon claire sur la figure 6. Cette disposition permet au flux d'air chaud montant par effet de convection d'emporter la majorité des calories évacuées par le panneau diffuseur arrière 21 et d'éviter la dissipation vers l'arrière pour que le panneau arrière de l'enceinte reste pratiquement froid. Les blocs réfractaires sont de faible volume, par exemple celui d'une brique courante mais leur nombre permet d'obtenir une capacité d'accumulation moyenne. Ils constituent ainsi un volant d'inertie thermique suffisant pour assurer un tampon thermique dit de confort entre un arrêt et une marche consécutive de la source inférieure, c'est-à-dire de la résistance électrique 11, dont le fonctionnement est commandé isolément ou en association avec la source centrale 16 par un thermostat extérieur 41. Elle agit ainsi comme supplément de chaleur périodique ou occasionnel. Ces blocs réfractaires faisant office de source de chaleur tampon présentent une inertie thermique plus importante que le convecteur rendant le chauffage plus agréable. Une fois l'alimentation de l'appareil de chauffage coupée, pendant la nuit, par exemple, les blocs continuent à rendre pendant une certaine durée la chaleur qu'ils ont stockée. Des dispositifs de fixation muraux sont prévus sur la face arrière de l'enceinte, de même que des pieds ou des roulettes. Il est bien entendu qu'au-delà des moyens décrits, diverses modifications évidentes et variantes simples entrent dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de chauffage électrique du type radiateur à deux sources de chaleur caractérisé en ce qu'elles sont enfermées dans une enceinte parallélépipédique (1) présentant un panneau diffuseur de face avant (20), une paroi arrière, deux parois latérales et des ouvertures inférieure (3) et supérieure (4) obturées par des surfaces ajournées (8) et (5) et en ce que la première source de chaleur (10) est une résistance électrique chauffante (11) disposée en partie inférieure et la deuxième source de chaleur (16) est une source à effet d'accumulation disposée en partie centrale et formée d'une masse réfractaire (17) en contact à l'avant avec le diffuseur de face avant (20) et en contact à l'arrière avec un diffuseur arrière (21) et en ce qu'au moins la première source de chaleur est thermostalée. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première source de chaleur (10) est une résistance chauffante linéaire (11) à ailettes (13). 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première source de chaleur (10) est formée de deux tronçons linéaires parallèles d'un boudin blindé (12) sur lequel sont montées les ailettes (13). 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième source de chaleur (16) est formée d'une suite linéaire horizontale de blocs linéaires parallélépipédiques (18) de matière réfractaire, du type briques, disposés en position debout par rapport à l'enceinte, chaque bloc comportant une résistance électrique indépendante (19) noyée dans la masse réfractaire et étant séparée latéralement de son voisin par un intervalle technique (26). 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les panneaux diffuseurs de face avant (20) et arrière (21) sont du type en tôle arrière ondulée à onde de préférence à profil carré ou rectangulaire. 6. Appareil selon la revendication 5 caractérisé en ce que le panneau diffuseur arrière (21) présente une forme d'onde de dimensions plus importantes. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les blocs réfractaires (18) sont maintenus en sandwich entre le panneau diffuseur de face avant (20) et le panneau diffuseur arrière (21). 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les blocs réfractaires (18) sont immobilisés en hauteurs par un profilé inférieur de soutien (27) et un profilé supérieur d'immobilisation (28) maintenant les blocs par maintien sur leurs chants horizontaux inférieurs (24) et supérieurs (25). 9. Appareil selon la revendication 8 caractérisé en ce que le profilé inférieur de soutien (27) est formé de deux ailes horizontales inférieure (29) et supérieure (30) d'appui réunies entre elles par une aile verticale (31), les ailes horizontales supérieure (30) et inférieure (29) présentant un retour vers le bas sous la forme d'un rebord d'appui supérieur (32) et d'un rebord inférieur de calage (33) et en ce que La différence de largeur entre l'aile horizontale inférieure (29) et l'aile horizontale supérieure (30) équivaut approximativement à la largeur des blocs, de façon à permettre un appui du panneau diffuseur de face avant (20) aussi bien sur le rebord inférieur de calage (32) que sur la grande face latérale avant des blocs, pour que les blocs reposent par leur chants horizontaux inférieurs (24) et supérieurs (25). 10. Appareil selon la revendication 8 caractérisé en ce que le profilé supérieur d'immobilisation (28) est formé d'un corps (33) de forme générale de section en "C" présentant une aile supérieure horizontale à retour (34) formant ensemble un logement supérieur d'immobilisation (35) pour l'extrémité supérieure des blocs, le profilé (28) présentant également un retour inférieur oblique (36) vers le haut prolongé vers le bas par un retour d'accrochage (37) formé d'une suite linéaire de pattes verticales telles que (38) venant s'engager dans l'extrémité supérieure de chaque créneau (39) successif du panneau ondulé diffuseur arrière (21) en vue de son maintien vertical. 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source inférieure (10) est décalée latéralement vers l'arrière par rapport à la verticale de la source centrale (16) à effet d'accumulation pour se trouver sous le panneau diffuseur arrière (21).