Brevet FR2726636A1 — publié le 19960510

PERFECTIONNEMENTS AUX CONVECTEURS La présente invention concerne les convecteurs, destinés notamment au chauffage des bâtiments. Plus spécialement, l'invention est relative aux convecteurs comprenant d'une part un carter qui délimite une chambre de convection, et d'autre part un élément chauffant disposé dans cette chambre de convection, le carter comprenant une entrée d'air ainsi qu'une paroi frontale sensiblement verticale qui comporte une sortie d'air et qui présente une extrémité inferieure,la sortie d'air étant disposée à un niveau supérieur à l'entrée d'air, et le carter comprenant également des parois arrière, latérales et supérieure. Les utilisateurs des bâtiments chauffés au moyen de tels convecteurs se plaignent des inconvénients suivants - ils ont la sensation d'avoir froid alors même que la température ambiante de l'air devrait être suffisante, - le gradient thermique vertical de l'air ambiant est relativement important, - le convecteur génère un panache d'air chaud dont la sécheresse est gênante pour le confort des utilisateurs, - et les convecteurs, en déplaçant des volumes d'air importants, entraînent des déplacements de poussières qui provoquent des salissures. La présente invention a notamment pour but de pallier ces inconvénients. A cet effet, selon l'invention, un convecteur du genre en question est essentiellement caractérisé en ce que la chambre de convection est divisée en un compartiment avant et un compartiment arrière, par une cloison sensiblement verticale qui est raccordée jointivement à l'extrémité inférieure de la paroi frontale et aux parois latérales du carter, le compartiment arrière contenant l'élément chauffant et communiquant avec l'entrée d'air, le compartiment avant communiquant d'une part avec le compartiment arrière par dessus la cloison, et d'autre part avec la sortie d'air, laquelle est disposée au voisinage de l'extrémité inférieure de la paroi frontale. Dans ce convecteur, l'air traverse la chambre de convection par un phénomène dit de thermosiphon, dû au fait que la sortie d'air est située à un niveau supérieur à l'entrée d'air. Grâce à ces dispositions, le gradient thermique vertical dans l'air ambiant est diminué, du fait que la sortie d'air est disposée plus bas que dans un convecteur classique, et du fait que les vitesses d'air sont plus faibles. De plus, la paroi frontale du convecteur est plus chaude que dans un convecteur classique, ce qui augmente le transfert de chaleur par rayonnement, en améliorant ainsi le confort des utilisateurs, qui ressentent moins d'impression de froid. Enfin, le panache d'air chaud et sec produit par le convecteur est moins important que dans un convecteur classique dans la zone de perception la plus sensible pour les utilisateurs, cette zone étant située à une hauteur d'environ un mètre au-dessus du sol. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - le compartiment arrière de la chambre de convection est thermiquement plus isolé que le compartiment avant, l'air qui traverse la chambre de convection subissant ainsi des déperditions thermiques plus élevées dans le compartiment avant que dans le compartiment arrière, ce qui tend à améliorer l'effet de thermosiphon dans le convecteur - la paroi frontale du carter est formée en un matériau bon conducteur de la chaleur, tandis que la paroi arrière du carter est une paroi thermiquement isolante - la paroi arrière du carter comporte une plaque métallique séparée du compartiment arrière de la chambre de convection par une couche thermiquement isolante - la paroi supérieure du carter présente une portion qui délimite supérieurement le compartiment arrière de la chambre de convection, au moins cette portion de la paroi supérieure étant thermiquement isolante - la paroi supérieure du carter comporte une plaque métallique qui est séparée de la chambre de convection par une couche thermiquement isolante, au moins dans la portion de la paroi supérieure qui délimite supérieurement le compartiment arrière de la chambre de convection - les parois latérales du carter présentent chacune une portion qui délimite latéralement le compartiment arrière de la chambre de convection, au moins cette portion de chaque paroi latérale étant thermiquement isolante - chaque paroi latérale du carter comporte une plaque métallique qui est séparée de la chambre de convection par une couche thermiquement isolante, au moins dans la portion de la paroi latérale qui delimite latéralement le compartiment arrière de la chambre de convection - la sortie d'air comporte des ailettes inclinées vers le bas, de l'arrière vers l'avant, pour diriger en biais vers le bas l'air chaud qui sort de la chambre de convection - l'élément chauffant est électrique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Sur les dessins - la figure 1 est une vue schématique en perspective et en coupe verticale d'un convecteur électrique selon une forme de réalisation de l'invention, et - la figure 2 est une vue schématique en coupe horizontale du convecteur de la figure 1, la coupe étant prise selon le plan Il-Il de la figure 1. Le convecteur représenté sur les dessins comporte un carter 1 qui délimite une chambre de convection 10 dans laquelle est disposé un élément chauffant 2. Dans l'exemple considéré, l'élément chauffant 2 est électrique, et comporte une ou plusieurs résistances électriques chauffantes reliées à une alimentation electri- que (non représentée). Toutefois, l'élément chauffant 2 pourrait éventuellement être de tout autre type connu, et pourrait par exemple consister en une série d'ailettes en contact thermique avec un conduit dans lequel circule de l'eau chaude ou un autre fluide caloporteur chaud. Dans l'exemple considéré, le carter 1 est sensiblement parallélépipédique. Ce carter présente - une paroi frontale 30 et une paroi arrière pleine 40 disposées parallèlement l'une à l'autre, verticalement et parallèlement à un mur 3 de la pièce à chauffer, - un fond 20 horizontal disposé à une faible hauteur au-dessus du sol 4, par exemple à environ 20 centimètres audessus du sol, - une paroi supérieure 60 pleine et horizontale, - et deux parois latérales 50 pleines et verticales qui sont parallèles l'une à l'autre et perpendiculaires au mur 3. Comme représenté sur la figure 2, le carter 1 du convecteur peut par exemple être fixe au mur 3 par des profilés 5 qui sont fixés au mur et sur lesquels s'accroche la paroi arrière 40 du carter. Le fond 20 du carter présente une partie pleine 23 au voisinage de l'extrémité inférieure 32 de la paroi frontale 30, laquelle partie pleine 23 est prolongée par une cloison 13 qui s'étend vers le haut, légèrement en biais vers l'arrière, jusqu'à un bord supérieur 13a. Ce bord 13a est disposé à une certaine distance sous la paroi supérieure 60 du carter, de façon qu'un espace libre 14 soit ménagé entre la cloison 13 et la paroi supérieure 60. Par ailleurs, les deux bords latéraux 13b de la cloison 13 sont en contact jointif avec les deux parois latérales 50 du carter sur toute la hauteur de ladite cloison. La cloison 13 divise la chambre de convection 10 en, d'une part, un compartiment avant 11 et, d'autre part, un compartiment arrière 12 qui contient l'élément chauffant 2, ces deux compartiments communiquant ensemble uniquement par l'espace libre 14 ménagé entre le bord supérieur 13a de la cloison et la paroi supérieure 60 du carter. Un entrée d'air 21 est ménagée dans le fond 20, sur la majeur partie de la longueur de ce fond, sous le compartiment arrière 12 de la chambre de convection. Cette entrée d'air 21 est généralement pourvue d'une grille 22 constituée par exemple d'une plaque plane percée d'orifices rectangulaires. Par ailleurs, une sortie d'air 31 est ménagée dans la paroi frontale 30, au voisinage de l'extrémité inférieure 32 de cette paroi frontale. La sortie d'air 31 présente la forme d'une découpe qui s'étend longitudinalement horizontalement sur la majeure partie de la longueur de la paroi frontale 30. Cette sortie d'air 31 est avantageusement pourvue d'une grille constituée par des ailettes 33 dont la longueur s'etend horizontalement et dont la largeur s'étend en biais vers le bas depuis l'arrière vers l'avant, pour diriger en biais vers le bas le flux d'air chaud qui sort de la chambre de convection 10. Ainsi, lorsque l'élément chauffant 2 est alimenté en courant électrique, un flux d'air ambiant est aspiré par l'entrée d'air 21, chauffé par l'élément chauffant 2, puis ce flux d'air monte dans le compartiment arrière 12 de la chambre de convection, traverse l'espace libre 14 ménagé audessus du bord supérieur 13a de la cloison 13, et descend dans le compartiment avant 11 de la chambre de convection avant de ressortir par la sortie 31 : il se produit donc dans le convecteur un phénomène dite de thermosiphon. Ce phénomène de thermosiphon est rendu possible par le fait que la sortie d'air 31 est disposée plus haut que l'entrée d'air 21, et il est encore amélioré si l'on isole thermiquement le compartiment arrière 12 de la chambre de convection, de façon que les deperditions thermiques de l'air soient plus importantes dans le compartiment avant 11 que dans le compartiment arrière 12. Pour cela, on rend thermiquement isolante au moins la paroi arrière 40 du carter, et de préférence également la paroi supérieure 60 du carter, au moins dans sa portion 63 qui délimite supérieurement le compartiment arrière 12, et de préférence encore les parois latérales 50, au moins dans leurs portions 53 qui délimitent latéralement le compartiment arrière 12. A cet effet, dans l'exemple représenté, - la paroi frontale 30 est réalisée en un matériau bon conducteur de la chaleur, par exemple un matériau métallique, tel que l'acier, - le fond 20 et la cloison 13 sont réalisés en un matériau métallique tel que l'acier, - la paroi arrière 40 comporte une plaque métallique 41, par exemple en acier, qui est séparée du compartiment arrière 12 par une couche de matériau isolant 42, - la paroi supérieure 60 comporte une paroi métallique 61, par exemple en acier, séparée de la chambre de convection 10 sur toute sa surface par une couche de matériau isolant 62, - et les parois latérales 50 comportent chacune une plaque métallique 51, par exemple en acier, qui est séparée du compartiment arrière 12 par une couche de matériau isolant 52 s'étendant dans la portion 53 susmentionnée de chaque paroi latérale 50. Eventuellement, la plaque métallique 51 de chaque paroi latérale 50 pourrait être séparée de la chambre de convection 10 sur toute sa surface par une couche de matériau isolant, et, par ailleurs, la plaque métallique 61 de la paroi supérieure 60 pourrait n'être séparée de la chambre de convection 10 par la couche de matériau isolant 62 que dans la portion 63 susmentionnée de ladite paroi supérieure 60. Dans l'exemple de réalisation considéré, les couches de matériaux isolants 42, 52, 62 peuvent être réalisées notamment en laine de roche, éventuellement recouverte au moins vers l'intérieur du carter par une feuille d'aluminium formant réflecteur, et peuvent être fixées aux parois métalliques notamment par collage. REVENDICATIONS 1. Convecteur comprenant d'une part un carter (1) qui délimite une chambre de convection (10), et d'autre part un élément chauffant (2) disposé dans cette chambre de convection, le carter comprenant d'une entrée d'air (21) ainsi qu'une paroi frontale (30) sensiblement verticale qui comporte une sortie d'air (31) et qui présente une extrémité inférieure (32), la sortie d'air étant disposée à un niveau supérieur à l'entrée d'air, et le carter comprenant également des parois arrière (40), latérales (50) et supérieure (60), caractérisé en ce que la chambre de convection (10) est divisée en un compartiment avant (11) et un compartiment arrière (12), par une cloison sensiblement verticale (13) qui est raccordée jointivement à l'extrémité inférieure (32) de la paroi frontale et aux parois latérales (50) du carter, le compartiment arrière (12) contenant l'élément chauffant (2) et communiquant avec l'entrée d'air (21), le compartiment avant (11) communiquant d'une part avec le compartiment arrière par dessus la cloison, et d'autre part avec la sortie d'air, laquelle est disposée au voisinage de l'extrémité inférieure de la paroi frontale. 2. Convecteur selon la revendication 1, dans lequel le compartiment arrière (12) de la chambre de convection (10) est thermiquement plus isolé que le compartiment avant (11), l'air qui traverse la chambre de convection subissant ainsi des déperditions thermiques plus élevées dans le compartiment avant que dans le compartiment arrière. 3. Convecteur selon la revendication 2, dans lequel la paroi frontale (30) du carter est formée en un matériau bon conducteur de la chaleur, tandis que la paroi arrière (40) du carter est une paroi thermiquement isolante. 4. Convecteur selon la revendication 3, dans lequel la paroi arrière (40) du carter comporte une plaque métallique (41) séparée du compartiment arrière (12) de la chambre de convection par une couche thermiquement isolante (42). 5. Convecteur selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, dans lequel la paroi superieure (60) du carter présente une portion (63) qui délimite supérieurement le compartiment arrière (12) de la chambre de convection, au moins cette portion de la paroi supérieure étant thermiquement isolante. 6. Convecteur selon la revendication 5, dans lequel la paroi supérieure (60) du carter comporte une plaque métallique (61) qui est séparée de la chambre de convection (10) par une couche thermiquement isolante (62), au moins dans la portion (63) de la paroi supérieure qui délimite supérieurement le compartiment arrière (12) de la chambre de convection. 7. Convecteur selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, dans lequel les parois latérales (50) du carter présentent chacune une portion (53) qui délimite latérale ment le compartiment arrière (12) de la chambre de convection, au moins cette portion de chaque paroi latérale (50) étant thermiquement isolante. 8. Convecteur selon la revendication 7, dans lequel chaque paroi latérale (50) du carter comporte une plaque métallique (51) qui est séparée de la chambre de convection (10) par une couche thermiquement isolante (52), au moins dans la portion (53) de la paroi latérale qui délimite latéralement le compartiment arrière (12) de la chambre de convection. 9. Convecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la sortie d'air (31) comporte des ailettes inclinées vers le bas de l'arrière vers l'avant, pour diriger en biais vers le bas l'air chaud qui sort de la chambre de convection (10). 10. Convecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'élément chauffant (2) est électrique.