Brevet FR2725869A1 — publié le 19960419

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine des biens d'équipement pour le bâtiment et a pour objet un dispositif de chauffage électrique. Actuellement, il existe principalement deux types d'appareils de chauffage électriques, à savoir, d'une part, les accumulateurs, à action différée et prolongée et, d'autre part, les convecteurs, à action instantanée. Les accumulateurs sont en fait basés, comme leur nom l'indique, sur le principe de l'accumulation de calories dans un matériau adéquat et sa restitution ultérieure pendant une durée relativement longue. Ainsi chaque accumulateur possède un dispositif de commande permettant de mettre sous tension le ou les éléments chauffants à des horaires déterminés, généralement durant la nuit dans la periode dite des "heures creuses" lorsque le prix de l'électricité est réduit; on dit alors que l'accumulateur est en phase de chargement. Les calories ainsi accumulées, généralement dans des briques réfractaires, sont restituées dans la journée au fur et à mesure des besoins, par ouverture de volets et circulation d'air par convection autour desdites briques. Les inconvénients majeurs de ce type d'appareil sont bien connus. D'une part, il est pratiquement impossible de connaître parfaitement son niveau de charge et de contrôler parfaitement son fonctionnement, surtout dans la nuit et qu'il n'a pas besoin dans la journée des calories emmagasinées, ce que entraîne un gâchis et une dépense inutile. D'autre part, par grand froid il arrive aussi que l'accumulateur soit déchargé plus vite que prévu et ne peut plus fournir de chaleur le soir quand on en aurait le plus besoin, une nouvelle recharge étant exclue du fait de sa durée importante. Ces insuffisances sont d'autant plus gênantes quant on sait que la puissance installée doit être nettement plus importante que pour un appareil à chauffage instantané tel qu'un convecteur, car le temps de charge n'est que de 7 à 8 heures pour un temps de restitution des calories d'environ 12 heures.De plus, ces accumulateurs sont d'un poids élevé et relativement encombrants du fait de leur construction et de la nécessité d'un grand volume de pierres ou de briques permettant un emmagasinage important de calories. Les convecteurs par contre sont nettement moins volumineux et sont équipés de résistances simples qui chauffent directement l'air environnant dès qu'elles sont sous tension. Néanmoins, ils refroidissent très vite dès que le courant est coupé, et ne procurent pas d'effet d'accumulation permettant la consommation de courant pendant les heures creuses. En outre, ils font état, du fait de leur mode de fonctionnement en tout ou rien, d'une grande discontinuité et irrégularité de chauffe et par conséquent génèrent des dcarts de température importants, ce qui entraîne, bien entendu un manque de confort évident pour l'utilisateur. Des mesures pratiques on, en outre, montré qu'il y avait aussi un écart sensible de température entre le sol et le plafond, ainsi qu'une régulation de la température qui était fonction de l'emplacement des capteurs. Ainsi, chacun des deux systèmes de chauffage décrits ci-dessus présente certains avantages, à savoir, des coûts d'utilisation relativement faibles pour les accumulateurs par le choix de la période de chargement, et, une adaptabilité et une vitesse de réaction élevées pour les convecteurs. Toutefois, chacun de ces deux systèmes existants précités présentent également des inconvénients importants, à Savoir, d'une part, puissance d'alimentation nécessaire et encombrement importants, poids élevé et manque de souplesse (inertie thermique élevée) pour les accumulateurs, et, d'autre part, chauffage irrégulier et prix de revient en utilisation important pour les convecteurs. Par ailleurs, aucun de ces deux systèmes ne présente une structure modulaire, qui permettrait l'utilisation des même éléments constitutifs de base quelle que soit la taille finale de l'appareil. La présente invention a notamment pour but de pallier les inconvénients de ces systèmes existants, en reprenant les avantages de chacun d'eux. A cet effet, elle a pour objet un dispositif de chauffage électrique, caractérisé en ce qu'il est principalement constitué par un module chauffant ou plusieurs modules chauffants dispod(s), le cas échéant côte à côte, dans une enveloppe formant structure support et corps d'habillage externe, chaque module chauffant étant constitué par deux blocs longitudinaux de matériau réfractaire, assemblés par juxtaposition et emboîtement partiel et définissant un canal ou un conduit central dans lequel est disposé un élément chauffant allongé à chauffage par rayonnement infra-rouge. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en élévation latérale et en coupe d'un dispositif de chauffage électrique selon l'invention, la figure 2 est une vue en dlévation frontale et partiellement écorchée du dispositif représenté à la figure 1, et, la figure 3 est une vue en perspective et partiellement éclatée d'un module chauffant faisant partie du dispositif représenté aux figures 1 et 2. Conformément à l'invention et comme le montrent les figures 1, 2 et 3 des dessins annexés, le dispositif de chauffage électrique est principalement constitué par un module 1 chauffant ou plusieurs modules chauffants 1 disposd(s), le cas échéant côte à côte, dans une enveloppe 2 formant structure support et corps d'habillage externe, chaque module chauffant 1 étant constitué par deux blocs longitudinaux 3, 3' de matériau réfractaire, assemblés par juxtaposition et emboîtement partiel et définissant un canal ou un conduit central 4 dans lequel est disposé un élément chauffant allongé 5 à chauffage par rayonnement infra-rouge. Selon une première caractéristique de l'invention, le matériau réfractaire présente un coefficient élevé d'absorption des ondes infra-rouges, ainsi qu'une valeur de chaleur spécifique importante, et l'épaisseur radiale de matériau réfractaire entourant chaque élément chauffant 5 est sensiblement uniforme, sans être trop importante toutefois. Ainsi, la constitution spécifique du ou des modules chauffants(s) 1 (forme allongée ; génération de chaleur par rayonnement infra-rouge ; couche uniforme de matériau réfractaire enveloppant ltélément chauffant 5) permet une monte en température rapide, mais sans loups du fait du rôle de tampon thermique joué par la couche de matériau réfractaire, du dispositif selon l'invention et donc une réaction rapide, en terme d'élévation de température, en cas de besoin urgent D'autre part, la nature du matériau réfractaire et son volume total conséquent autorise un stockage important de calories et leur diffusion sur un intervalle de temps relativement long, permettant, par exemple, de profiter, en plus de la période nocturne à prix faible, de la période à taux réduit de la mijournée pour éventuellement recharger thermiquement les blocs 3, 3' de matériau réfractaire, pour disposer d'une réserve de chaleur suffisante pour l'après-midi et la soirée, le cas échéant. Enfin, la nature des éléments chauffants 5 et leur disposition au coeur des modules chauffants 1 permet de limiter, d'une part, la puissance de l'alimentation électrique à installer et, d'autre part, les pertes au cours de la conversion de ltélectricité en chaleur et de son transfert dans les blocs 3, 3' de matériau réfractaire. Afin d'augmenter les surfaces d'échange thermique entre les modules chauffants 1 et l'air environnant, les blocs 3, 3' de chaque module 1 peuvent être pourvus de perforations 6 longitudinales traversantes, s'étendant parallèlement au canal central 4 et disposées régulièrement autour dudit canal 4, à faible distance des bords du module 1 considéré. Conformément à une caractéristique de l'invention représentée à la figure 3 des dessins annexés, l'assemblage de deux blocs 3 et 3' entre eux pour former un module 1 s'effectue au moyen de deux ensembles nervure 7 / rainure 8 de formes complémentaires, disposés de part et d'autre du canal central 4 à ltétat assemblé du module 1 considéré, les deux blocs 3 et 3' de chaque module 1 étant identiques. Comme le montre également la figure 3 des dessins annexés, le dispositif selon l'invention comporte avantageusement plusieurs modules chauffants 1 de section de forme sensiblement carrée, adjacents les uns aux autres et lis entre eux, deux à deux, par emboîtement d'au moins deux ensembles nervure 9 / rainure 10 longitudinaux, de formes complémentaires, situés au niveau des parois latérales 1 1 en contact mutuel de deux modules 1 adjacents respectifs, les parois non adjacentes 12 desdits modules chauffants 1 étant éventuellement pourvues d'un revêtement à pouvoir émissif calorique élevé. Grâce à cette construction modulaire, il est possible de constituer des dispositifs de chauffage électriques de taille variable, en fonction des besoins d'installation et de chauffage, en utilisant et en assemblant des modules chauffants 1 élémentaires en nombre adapté, lesdits modules 1 étant chacun constitué des deux blocs 3 et 3' réfractaires identiques. Selon une autre caractéristique de l'invention l'enveloppe 2 présente préférentiellement, d'une part, un fond 13 ouvert ou une entrée d'air inférieure et, d'autre part, une ouverture supérieure 14 munie d'une grille ou d'une pluralité de lames 15, pivotantes ou non, le ou les modules chauffants 1 étant disposés de telle manière dans ladite enveloppe 2 que l'air entrant par la partie inférieure de cette dernière s'écoule le long de la ou des faces ou parois 12 desdits modules 1 et/ou dans les perforations longitudinales 6 de ces derniers, pour être évacué, après échauffement, à travers l'ouverture supérieure 14, située le cas échéant sur la face avant de l'enveloppe 2. (Figures 1 et 2) Afin d'optimiser l'écoulement du flux d'air de convection traversant le dispositif de chauffage et d'assurer un transfert maximum de la chaleur emmagasinée dans les modules chauffant 1 vers la pièce à chauffer, l'enveloppe 2 peut comporter, au niveau de sa face arrière, destinée éventuellement à être appliquée contre un mur après installation du dispositif de chauffage électrique, une plaque 16 formant écran réfléchissant pour le rayonnement calorique et se prolongeant dans la partie supérieure de l'enveloppe 2, au-dessus du ou des modules chauffants 1, sous forme de déflecteur incurvé 16, dirigeant le flux d'air dans une direction oppose à la face arrière de l'enveloppe 2. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de chauffage électrique, caractérisé en ce qu'il est principalement constitué par un module (1) chauffant ou plusieurs modules chauffants (1) dispod(s), le cas échéant côte à côte, dans une enveloppe (2) formant structure support et corps d'habillage externe, chaque module chauffant (1) citant constitu par deux blocs longitudinaux (3, 3') de matériau réfractaire, assemblés par juxtaposition et emboîtement partiel et définissant un canal ou un conduit central (4) dans lequel est disposé un élément chauffant allongé (5) à chauffage par rayonnement infra-rouge. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau réfractaire présente un coefficient élevé d'absorption des ondes infrarouges, ainsi qu'une valeur de chaleur spécifique importante, et en ce que ltépaisseur radiale de matériau réfractaire entourant chaque élément chauffant (5) est sensiblement uniforme. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les blocs (3, 3') de chaque module (1) sont pourvus de perforations (6) longitudinales traversantes, s'étendant parallèlement au canal central (4) et disposées régulièrement autour dudit canal (4), à faible distance des bords du module (1) considéré. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'assemblage de deux blocs (3 et 3') entre eux pour former un module (1) s'effectue au moyen de deux ensembles nervure (7) / rainure (8) de formes complémentaires, disposés de part et d'autre du canal central (4) à ltétat assemblé du module (1) considéré, les deux blocs (3 et 3') de chaque module (1) étant identiques. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs modules chauffants (1) de section de forme sensiblement carrée, adjacents les uns aux autres et liés entre eux, deux à deux, par emboîtement d'au moins deux ensembles nervure (9) / rainure (10) longitudinaux, de formes complémentaires, situés au niveau des parois latérales (11) en contact mutuel de deux modules (1) adjacents respectifs, les parois non adjacentes (12) desdits modules chauffants (1) étant éventuellement pourvues d'un revêtement à pouvoir émissif calorique élevé. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'enveloppe (2) présente, d'une part, un fond (13) ouvert ou une ente d'air inférieure et, d'autre part, une ouverture supérieure (14) munie d'une grille ou d'une pluralité de lames (15) pivotantes ou non, le ou les modules chauffants (1) étant disposés de telle manière dans ladite enveloppe (2) que l'air entrant par la partie inférieure de cette dernière s'écoule le long de la ou des faces ou parois (12) desdits modules (1) ou dans les perforations longitudinales (6) de ces derniers, pour être évacué, après échauffement, à travers l'ouverture supérieure (14), située le cas échéant sur la face avant de l'enveloppe (2). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'enveloppe (2) comporte au niveau de sa face arrière, destinée éventuellement à être appliquée contre un mur après installation du dispositif de chauffage électrique, une plaque (16) formant écran réfléchissant pour le rayonnement calorique et se prolongeant dans la partie supérieure de l'enveloppe (2), au-dessus du ou des modules chauffants (1), sous forme de déflecteur incurvé (16), dirigeant le flux d'air dans une direction opposée à la face arrière de l'enveloppe (2).