Brevet FR2722274A1 — publié le 19960112

DISPOSITIF DE CHAUFFAGE ELECTRIQUE POUR UN LOCAL DESCRIPTION Domaine techr.nicue La oresence -nvenzion se rapporte à un disposioi: de chauffage électrique pour un local, par exemple pour e - chauffage d'une habitation. Elle concerne de façon plus précise un appareil de chauffage mixte comprenan A -a -ois des moyens de chauffage de type conveceur e. des moyens de chauffage de type rayonnant. Etat de la technlcue antérieure De façon connue on distingue pour le chauffage élect-rcue d'un local clusieurs categories d'appareils. -.n se repor-ant à la norme internationale CEI 675 on distingue en artzculer: - les convecteurs ou sont les appareils dans lesquels l'échauffemen d'au_ moins une partie non visible, mais en ccntact avec l'air circulant dans le local, dépasse 75 K en usage normal, - les panneaux _._.-s, qui sont des appareils dans lesquels les éctauffements de toutes les surfaces en contact avec 'a-ir circulant dans le local ne dépassent pas K car rapport à la température ambiante, et - les appareils -rayonnants qui ont au moins une surface visiole dont '"chauffement est supérieur à 75 K par rappor: à l'amb--ance, en usage normal. -- existe auss7 des appareils de chauffage qui combinent plusieurs ce ces moyens de chauffage, ils sont désignés par aucareils de chauffage mixtes. Dans la sui e de la description, et par opposition aux convecteurs, on assimile toutefois les panneaux chauffants à des sources de chaleur par rayonnement. En effe., de même que pour les appareils rayonnants propremen: dcis, une part importante de la chaleur fournie par es -anneaux chauffants l'est par ravonnemen: (cett:e par: ceut être de l'ordre de 30%). On désigne donc car "moyens de chauffage du type rayonnant" aussi bien des appareils rayonnants que des panneaux chauffan:s. Pam-i les aocarels mixtes on connaît des appareils composés dun convecteur sur une face arrière et d'un panneau c-au nt en face avant. Ces appareils sont équipés d'un chermosca: d'ambiance, réglable par l'usager pour cor er a cempérature ambiante. outre, sur ce-rtains appareils mixtes, le fonctionnement du panneau chauffant est prioritaire par rappor: au convecteur af n de privilégier l'apport de chaleur par rayonnemen:. 1 s'avère en effet que la chaleur rayonnée est perçue par l'utliisa:eur comme une chaleur "naturelle" et provoque une sensaion de bien-être. Tou:efois, l! apparait à l'usage que les appareils mixtes exis:an:s ne donnent satisfaction que dans des gammes d'uti sa:ion orécises et qu'en dehors de ces gammes eur fonctionnement peut devenir inconfortable. En effet, orscue e local est froid, la partie rayonnance, c'es --- ad e panneau chauffant ou l'appareil rayonnan: son- alimentés fortement et de façon orioritaire -r rapport à la partie de convect:ion. Il en resuie un rayonnement intense qui peut être désagreabe pour l'utilisateur, surtout si celui-ci est olacé à proximité de l'appareil de chauffage. Ce phénomène es. d'autant plus marqué que le dimensionnemen_ des apareils de chauffage est tel que, la moitié du temps d'ui lisation, la partie rayonnante suffit à elle seule pour fournir la chaleur nécessaire au maintien d'une:emnérature de consigne dans le local. La capacité de chauffage d'un appareil est calculée en effe: cc.me la somme de deux composantes: d'une part les déeerdi:ocns de chaleur du local auquel il est destiné e: d'auore part une puissance de réserve pour des remontées de température, proportionnelles au volume du local. Des mesures montrent que les taux d'utilisat:on des apcareils ne dépassent pas 60 à 70% dans la plupar d des cas o les occupants du local ne pratiquent pas l':n:ermiu:ence du chauffage. De olus, une impression d'asymétrie du chauffage fée au for: rayonnement très localisé devient raoidemen une bene. Un but de a crésente invention est, à cet effet, de ropcoser un appareil de chauffage mixte avec une car:ie de ccn.vec:=cn et une partie rayonnante, c'est-à-dire avec un panneau chauffant et/ou un appareil rayonnan:, _uL permette non seulement de maintenir ou d'ate re une température de consigne pour le local mais _uL soit en mesure aussi de fournir une quanrtée ce ca-eur rayonnée qui soit en correspondance avec -a sensation de confort recherchée par l'uúilisa:eur, sans Présenter les inconvénients des appareils connus -.en -zunés ci-dessus. Exposé de 'nven_ Pour aenre cet objectif, l'invention concerne plus c --:.'en: un dispositif de chauffage électrique pour un 'cal et comprenant des premiers moyens de chauffage cu type convecteur, des seconds moyens de chauffage de type rayonnant choisis par exemple parmi des appareils rayonnants et/ou des à panneaux chauffan:s, e: des moyens de thermostat reliés aux premiers moyens de chauffage pour leur fournir une puissance électrique contrôlée en fonction de la température du local et d'au moins une tempérarure de consigne réglable, caractérisé en ce au'il comporte en ou-re des moyens de réglage de la température des seconds moyens de chauffage, indépendarment de a:empérature du local. On entend par moyens de type rayonnant aussi bien des aoparels rayonnants proprement dits et tels que définis c-dessus Que des panneaux chauffants, ou tout autre moyen capae de fournir une part importante de chaleur car ravcnnemen:. Grâce à l'invention, le régime de foncticnnement des seconds moyens de chauffage, c'est- à-dire la partie rayonnante, et par conséquent leur température n'es: plus 'lee à la température du local mais est choisie, ou réglée de manière totalement indépendante. On entend car cempérature des seconds moyens de chauffage soit la:empéra:ure des surfaces en contact avec l'air dans le cas des panneaux chauffants, soit les surfaces visibles des appareils rayonnants. Les surfaces visibles ce ces appareils sont en général protégées par une Àr ie pour prévenir l'utilisateur d'un contact avec ce es-ci. Dans le cas d'un panneau chauffant, il est possible de régler par exemple la température à 40 ou C afin d'obtenr u-n "rayonnement doux". Selon un ceveloppement avantageux de l' invent ion, les moyens de thermostat pour le réglage de la.empéracure cu ocal peuvent aussi être reliés aux seconds moyens ce chauffage pour leur fournir une puissance eiectriQue contrôlée en fonction de la _empéracure du local lorssue les premiers moyens de chauffage alimentés avec une puissance maximale sont insuffisants pour maintenir une température de consigne. On peut en effet estimer que le maintien de la température du local à une valeur de consigne prime sur le choix de la température des seconds moyens de chauffage. Ainsi, par exemple, lorsque la température des seconds moyens he chauffage est réglée à une valeur qui ne provoque pas leur mise sous tension ou qui suppose un fonctionnement à régime très réduit, et.que par ailleurs les premiers moyens de chauffage, par convection, bien que fonctionnant à leur régime de puissance maximale, restent insuffisants pour le maintien de la température du local, alors les moyens de thermostat contrôlent aussi le fonctionnement des seconds moyens, nonobstant la température à laquelle ils sont réglés. Pour éviter que ce type de fonctionnement n'intervienne trop fréquemment, il est possible de doter l'appareil de premiers moyens de chauffage de capacité supérieure aux seconds moyens de chauffage, et, par exemple, de capacité de chauffage supérieure à % de la capacité totale de chauffage de l'appareil. Ainsi, dans la plupart des cas, les premiers moyens de chauffage, par convection, suffisent pour le maintien de la température de consigne dans le local, quel que soit le réglage de la température des seconds moyens. Dans des réalisations particulières de l'appareil selon l'invention, les moyens de réglage de la température des seconds moyens de chauffage peuvent comporter une interface de programmation manuelle par l'utilisateur. Ils peuvent aussi comporter, en plus des capteurs pour régler la température des seconds moyens de chauffage, en fonction de paramètres physiques mesurés hors du local. Il est ainsi possible, par exemple, d'équiper l'appareil de sondes thermiques extérieures et/ou de détecteurs de uminosicé, e: de régler la température des seconds moyens de chauffage en fonction de l'ensoleillement exérieur. Toujours à:itre d'exemple, il est envisageable de faire varier la cempérature des seconds moyens de chauffage, de manière inversement proportionnelle à i'ensoleiliement. A'insi, une diminution de chaleur rayonnée reçue par e soleil peut être compensée par une aug7. enaion de La chaleur rayonnée par l'appareil de chauffage. D'autres caraccérisciaues et avantages de l'invenc-on ressorironc mieux de la description qui va suivre, en reéférence aux figures annexées, données à titre purement i!uscraci- et non limitatif. Brève description des figures - la figure I es: une coupe schématique d'un appareil de chauffage selon- la présente invention. - la figure 2 est une vue d'ensemble de l'appareil de chauffage installé dans une pièce. Descripcion déeaillée de modes de mise en oeuvre de 1' invention La figure donne un exemple de réalisation d'un appareil de cnauffage selon l'invention. L'appcareil de chauffage 10 comporte des premiers moyens de cnauffage 12 du type convecteur et des seconds moyens de chauffage 14 du type rayonnant. Les moyens de chauffage 12, équipés d'une résistance eecri cue non visible sur la figure et d'ailecces de chauffage 16, sont installés dans une région inférieure 39, d'un boîtier 20. L'air de la Dièce symbolisé par des flèches 22, dans un mouvement de convection, entre dans le boîtier par une ouvercure 24 de la région 18, est échauffé au contact des ailettes _16 et ressort du boîtier par des fentes 26. Les seconds moyens de chauffage, de type rayonnant, comportent un panneau chauffant 28. Ce panneau comporte une résistance électrique 30, représentée en irait discontinu, et sérigraphiée sur une plaque de verre par exemple. Le panneau chauffant est fixé sur une face du boîtier 20 tournée vers l'utilisateur. La fixaton est assurée par exemple par un jeu de griles 32 cu de cornières. L'appareil 10 est équipé de premie-rs mcyens de réglage ou moyens de thermostat 34 reliés aux premiers moyens de chauffage 12 pour leur fourn-r une puissance électrique contrôlée en fonctiocn de la em-.perature du local o est installé l'appareil. Les moyens 34 permettent aux premiers moyens de chauffage de porter et de maintenir la température du local à une température de consigne programmée par l'ul!saoeur, par exemple au moyen d'un potentiomèere de reglage schématiquement représenté avec la référence 36. Une sonde 38, comportant une sonde platine par exemple, est prévue dans la région 18, à proximité de l'ouverture 24. Ele est prévue pour mesurer la température du local et pour fournir aux moyens de réglage 34, auxquels elle est reliée, une indication de température. i s'est avéré que lorsque la sonde 38 est disposée à proxmité de l'ouverture 24, elle est capable de rendre compte de la température générale du local avec une grande precision. Des seconds moyens de réglage 40 sont prévus pour régler la oemceracure des seconds moyens de chauffage 14. ils scn- reliés à la résistance 30 du panneau cnauffant. Les moyens de réglage 40 sont équipés par exemple d'un pocentccmere 41 sur lequel l'utilisateur peut programmer la cemperature du panneau chauffant 28. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le reglage de la température du panneau chauffant 28 par les seconds moyens de réglage 40 est, en fonctionnement norma-, indépendant de la température du local. Selon une var ante de mise en oeuvre de l'inventi.on, 'es. cyens de réglage peuvent être équipés d'un ou ousleurs -_acers 42, sensible par exemple à la lumière. Sur 'a -_ure l, la limite du local est indiquée schéma-_cuenen- par un trait mixte 44. Le capteur 42 es5 ceie aux moyens 40 par une liaison électrique 46. Le capteur ceu- être par exemple sensible à l'ensoleillement excer-eur afin de régler la température du panneau chauffant 28, et donc l'énergie rayonnée, de fao-n inversement proportionnelle à l'ensoleillement. Selon un code de realisation particulier de l'invention, les moyens de thermostat peuvent également être reliés au canneau chauffant 28. Ils peuvent y être reliés sot cirec:emenc ou par l'intermédiaire des moyens de réglage 4À. Ansi lorsque la puissance des moyens de c- auffafe '2 par convection, bien que fonctionnant à Dien reg- ime, sont insuffisants pour atteindre ou mna n:enr dans le local la température ambiante choisie ar l't.ilisateur, les seconds moyens de chauffage 14, sn- écgalement pilotés par les moyens de réglage 34 et sucoé ent momentanément au manque de puissance. Une Èuniè he calcul non représentée peut être prévue pour eée l-a opriorité des premiers moyens de réglage par ra-ccr- aux seconds moyens dans ce cas. Un dimensionnemrens plus important des moyens de chauffage zar conveccion, par exemple de l'ordre de 70% de la ouissance:ozale permet de ne commander les seconds moyens de chauffage avec les moyens de thermosa5: sue de man!ere tout à fait exceptionnelle. Par exemple lors id'une mise en température d'un local ires froid. 7a figure 2 mon:re egalement l'appareil de chauffage nstal é ans une pièce 50. Les autres élémen:s, ie-ti ues à ceux de la figure 1 sont repérés avec es mes r rees es pour des raisons de simplification. Sur un tableau de commande 52 sont représentés des boucons de réglage 54, 56, ces boutons permettent d'actionner resoecivement les potentiomètres 36 et 41 non représentés sur cesse figure, mais visible à la figure i. Un cordon 46, relié aux seconds moyens de réglage, porse à son ex:remité un capteur 42 sensible à la lumière tel que par exemple un phototransistor pour mesurer I 'éc!airage nasurel à l'extérieur du local 50. Comme le monre en outre la figure 2, l'appareil de chauffage peut être suspendu à un mur 58 par des moyens ce fixai on 60 solidaires d'une face arrière 62 ne ccmporsan: pas le panneau 28. Le panneau 28 est par concre cixe sur une face avant 64 tournée vers le local, avec les griffes 32. Finalemens, rase à l'invention, un utilisateur peut ene:éficer a 5ou: moment d'une chaleur rayonnée douce réglable -,;onc té et indépendante de la température de chauffage de la pièce. Ainsi, bSen sue ne souhaitant pas une pièce trop chaude, l'uilsa:eur peut régler la température du panneau chau:fans a une valeur suffisante pour resseni_-r e onfsr-: de la chaleur rayonnée. A i'inverse,!'uci!isateur peut aussi chauffer fortement la pièce sans cue le rayonnement de la face avant ne soit agressif, i reduir alors la température des seconds moyens de cnau:fage. l1 REVENDICATIONS Disoos7tif de chauffage électrique pour un local et comprenant ces premiers moyens de chauffage (12) du cp;e co.nveceur, des seconds moyens de chauffage (14) de:-ce rayonnant, et des moyens de thermostat (34) relies aux premiers moyens de chauffage (12) pour leur ournL r une puissance électrique contrôlée en foncc.on de la température du local et d'au moins une tempéraúure de consigne réglable, carac:ér-se en ce cu'_i omporte en outre des moyens de réglage (40) de La cempéraure des seconds moyens de chauffage (14), inépendamment de la température du local. 2. Apcareil de chauffage électrique selon la revendica:ion ', caraceri se en ce que les seconds (14) moyens de chauffage ccmportent un panneau chauffant (28). 3. Appare-1 de cnauffage selon la revendication 2, carac:erise en ce que le panneau chauffant (28) comporte une plaque de verre serigraphiée. 4. Apparei1 de chauffage selon la revendication 1 ou 2, caracerLse en ce que les moyens (34) de thermcsEat sont en oucre reliés aux seconds moyens de chauffage (28) cour leur fournir une puissance électrique concrcS!e en fonction de la température du local 'orsque _es cremiers moyens de chauffage (12) aimentés avec une cussance maximale sont insuffisants pour maintenir une cemperacure de consigne. c. Appare' ce chauffage selon l'une des revendicaion.s creceen..es, caractérisé en ce que les premiers moyens ce chauffage (12) présentent une capacSté de c-auffage sucérieure aux seconds moyens de chauffage (28). Accarei' de -chauffage selon la revendication 4, caraccérisé en ce cue 'es premiers moyens (12) de chauffage présenrent une capacité de chauffage supérieure à 60% de la capacité totale de chauffage de l'appareil. 7. Appareil de chauffage selon l'une des revendications précéedentes, caractérisé en ce que les moyens de réglage 40) de la température des seconds moyens de chauffage '23) comportent une sonde (42) de mesure d'une cemperature extérieure au local (50) pour régler la cemDéra-ure ces seconds moyens de chauffage (28). 3. Aopare:l ce chauffage selon l'une des revendicaions orececen- es caractérisé en ce que les moyens de réglage 40) de la température des seconds moyens de chauffage 23 comportent une sonde (42) de mesure de l'ensolei_1emen: pour régler la température des seconds moyens de chauffage en fonction de cet ensoleillement. 9. Appareil de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de réglage (40) de la température des seconds moyens de cnauffage (28) comportent une interface de prograc--ation manuelle de la température.