Brevet FR2742524A1 — publié le 19970620

RADIATEUR CHAUFFANT MIXTE DESCRIPTION Domaine de l'invention L'invention concerne le domaine du chauffage des bâtiments par des émetteurs fixés au bâtiment lui-même, tels que des radiateurs de chauffage central, des radiateurs électriques, convecteurs ou appareils rayonnants avec ou sans accumulation d'énergie. Art antérieur et problème posé Dans le domaine du chauffage des bâtiments, on distingue un grand nombre de dispositifs différents qui possèdent des comportements thermiques différents se caractérisant chacun par le procédé de production des calories et la façon dont ils sont transmis au local à chauffer. Parmi ceux-ci, les radiateurs à eau, tels que ceux utilisés avec les installations de chauffage central, sont des appareils de grandes dimensions, avec un rayonnement à basse température et relativement inertes du point de vue thermique, notamment grâce au matériau utilisé pour constituer de tels radiateurs, par exemple la fonte. On peut, par contre, citer un manque de souplesse lié à l'installation centralisée, comme c'est le cas la plupart du temps avec un chauffage central. Les panneaux chauffants électriques présentent certaines de ces caractéristiques, telles que le rayonnement thermique à basse température, de grandes dimensions et une inertie thermique importante. Cependant, ils présentent une certaine souplesse d'utilisation, grâce à une commande qui est généralement décentralisée. Par contre, les convecteurs sont des dispositifs thermiquement très peu inertes et servent à élever rapidement la température d'un local. Ils sont donc utilisés pour intervenir rapidement afin de chauffer une pièce. On peut cependant remarquer que de tels appareils contribuent à un dessèchement local de l'air, puisqu'ils échauffent l'air ambiant par convection. Les appareils rayonnants génèrent par contre une sensation de rayonnement. Leur mode de fonctionnement s'apparente à celui des convecteurs et leur convection est puissante. D'autre part, ces appareils n'ont pratiquement pas d'inertie thermique. Les appareils dénommés "sèche-serviettes" sont le résultat d'une combinaison de convecteurs et d'appareils rayonnants et en reprennent les caractéristiques propres. Enfin, les radiateurs à accumulation permettent de réduire le coût d'exploitation, grâce au report des consommations d'électricité du jour sur la nuit et donnent une image d'objets de chaleur. Ils nécessitent cependant une gestion fine du fonctionnement et leur coût d'investissement est nettement supérieur aux précédents. De par leur fonctionnement, les panneaux chauffants peuvent être comparés aux radiateurs à eau, alors que les appareils rayonnants émettent un rayonnement à plus forte température. Enfin, ces dernières années, il se développe des appareils à inertie thermique contenant une masse de matériau réfractaire, néanmoins insuffisante pour effectuer des reports de consommation du jour sur la nuit. Le but de l'invention est de proposer un appareil chauffant ne présentant pas tous les inconvénients précités, tout en proposant certains avantages. On recherche en particulier à répondre à la fois à d'éventuels besoins de sensations rapides de chaleur et au besoin de chauffage permanent. Résumé de l'invention A cet effet, l'objet principal de l'invention est un radiateur chauffant comprenant en combinaison - un dispositif de chauffage par convection douce - un dispositif de chauffage lent à grande inertie thermique ; et - un dispositif de chauffage rapide à faible inertie thermique. Un bloc support est prévu pour contenir ces trois dispositifs. Selon la réalisation principale, le dispositif de chauffage par convection douce se trouve à l'arrière du radiateur, alors que le dispositif de chauffage rapide et le dispositif de chauffage lent se trouvent à l'avant du radiateur. Selon une réalisation préférentielle de l'invention, le dispositif de chauffage par convection douce utilise un fluide caloporteur. Dans ce cas, ce dispositif de chauffage par convection douce est constitué de préférence, d'au moins un bloc radiateur traversé par des canalisations, chaque bloc radiateur possédant au moins un thermoplongeur. Dans une première réalisation de ce type de radiateur, le bloc radiateur possède des ailettes verticales. Dans une autre version, ce bloc radiateur possède des ailettes horizontales. Le dispositif de chauffage lent est constitué de préférence d'une plaque de matériau accumulateur de chaleur. Le dispositif de chauffage rapide possède de préférence un élément chauffant mis en place sur ou dans la plaque. Le bloc support possède de préférence une bouche de sortie d'air chaud placée en haut de celui-ci et un profilé placé devant ltensemble de la plaque et de l'élément chauffant. L'élément chauffant peut être une résistance noyée dans la plaque. Cet élément chauffant peut également être un film chauffant appliqué sur la plaque. Liste des figures L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante, accompagnée de quelques figures représentant respectivement - figure 1, en coupe latérale, une première réalisation du radiateur selon l'invention - figure 2, en coupe latérale, une deuxième réalisation du radiateur selon l'invention - figure 3, en vue cavalière, un bloc radiateur selon l'invention dans une première réalisation - figure 4, en vue cavalière, un bloc radiateur selon l'invention dans une deuxième réalisation ; et - figure 5, en vue frontale, en partie coupée, un radiateur selon l'invention dans une de ces réalisations. Description détaillée de plusieurs réalisations de l'invention En référence à la figure 1, le radiateur selon l'invention comprend trois éléments principaux qui sont un bloc support 1, un dispositif de chauffage par convection douce 10, placé dans le bloc support 1, à l'arrière de celui-ci et un dispositif de chauffage rapide placé dans le bloc support 1, à l'avant de ce dernier, c'est-à-dire devant le dispositif de chauffage par convection douce 10. Le dispositif de chauffage par convection douce 10 se trouve donc à l'arrière du bloc support 1, sur presque toute sa hauteur, excepté la partie supérieure de ce dernier. Il est constitué de préférence d'un radiateur à eau (excellent fluide caloporteur), chauffé par un thermoplongeur à résistance, non représenté sur cette figure. On distingue également, de façon coupée, les canalisations horizontales 13 de circulation du fluide caloporteur, à savoir de l'eau. Ainsi, ce dispositif de chauffage par convection douce 10 est équivalent à un radiateur à eau de chauffage central. Le détail des différentes possibilités de construction d'un tel dispositif de chauffage par convection douce 10 est expliqué plus loin dans la description. On remarque que le bloc support 1 possède dans son extrémité supérieure, un auvent 2 formant une bouche de sortie 3 de l'air. De plus, le dispositif de chauffage par convection douce 10 est constitué d'ailettes 11, entre lesquelles circule verticalement l'air qui se fait chauffer en passant entre celles-ci après être rentré par la base 4 du bloc support 1. Ainsi, l'air chauffé sortant de la bouche de sortie 3 arrive dans le local 1 pour le chauffer. Devant le dispositif de chauffage par convection douce 10, se trouvent les dispositifs de chauffage rapide et lent réunis dans un même bloc de chauffage avant 20. Ce dernier est constitué principalement d'un support 23 fixé sur le bloc support 1 et sur la face avant duquel est placé le dispositif de chauffage lent constitué d'une plaque en matériau à grande inertie thermique 22, relativement plate. On peut utiliser un matériau réfractaire, par exemple, la fonte ou la pierre réfractaire. Sur la face avant de celui-ci se trouve le dispositif de chauffage rapide constitué d'un élément chauffant 21, tel qu'un film plaqué sur cette face avant. Le tout est recouvert par un profilé 5 pouvant servir de décor de façade avant du bloc support 1. La figure 2 montre l'association de deux radiateurs équivalant à celui décrit dans la figure 1, pour constituer un ensemble chauffant plus important. On constate d'ailleurs que les formes de ces deux éléments sont légèrement différentes. En effet, l'élément du bas 30 ne possède pas de bouche de sortie analogue à celle référencée 3 sur la figure 1, mais une bouche de sortie 39 débouchant verticalement en regard d'une bouche d'entrée 48 de l'élément supérieur 40. Ce dernier a une forme analogue à celui de la figure 1, c'est-à-dire qu'une bouche de sortie 49 débouche en biais en direction du centre du local à chauffer. Ces deux éléments inférieur 30 et supérieur 40 constituent donc un double radiateur chauffant. On a représenté un film chauffant 31 constituant l'élément chauffant de l'élément du dispositif de chauffage rapide du radiateur inférieur 30. Par contre, l'élément chauffant du dispositif de chauffage rapide du radiateur supérieur 40 n'est plus un film placé sur l'accumulateur en matériau réfractaire 42, mais une résistance chauffante 41 noyée dans celui-ci. Ceci constitue une deuxième réalisation de l'élément chauffant du dispositif de chauffage rapide du radiateur selon l'invention. La figure 3 montre mieux la structure du dispositif de chauffage par convection douce 10, notamment de ces ailettes 11 qui sont verticales dans cette réalisation et fixées sur un bloc radiateur 12. Cette figure 3 permet donc de mieux voir les espaces verticaux 19, ménagés entre les ailettes verticales 11 et dans lequel l'air ambiant du local à chauffer est amené à circuler lentement. Sur cette figure 3, ont été représentées en traits interrompus les canalisations horizontales 13 débouchant par un orifice latéral 18 sur le côté du bloc 12. On distingue également, représentés de manière détachée, deux thermoplongeurs 15 à résistance électrique destinés à être placés de préférence dans les orifices 18 des canalisations horizontales 13, dans le but de chauffer l'eau circulant dans le dispositif de chauffage à convection douce. Les canalisations horizontales 13 sont reliées par plusieurs canalisations verticales 17 pour permettre une meilleure répartition de la chaleur à transmettre aux ailettes 11. Un tel dispositif de chauffage à convection douce possède plusieurs brides de fixation 16 pour qu'il puisse être fixé au bloc support dans lequel il doit être positionné. La figure 4 représente un dispositif de chauffage à convexion douce équivalant à celui de la figure 3, à l'exception que les ailettes référencées ici 51 sont horizontales. On y retrouve les canalisations horizontale 13 et verticale 17. Bien entendu, les espaces 59 entre les ailettes 51 sont horizontaux. On a représenté en traits mixtes, à gauche de cette figure 4, un deuxième dispositif de chauffage à convection douce 58 destiné à être fixé au premier 50 dessiné en trait fort. Ceci permet évidemment de comprendre que plusieurs dispositifs de chauffage à convection douce peuvent être associés horizontalement les uns par rapport aux autres, pour constituer un radiateur de grande longueur. La figure 5 permet de voir l'association horizontale de trois éléments de chauffage lent, du type de celui représenté à la figure 3. Les brides de fixation 16 permettent à la fois le positionnement et la fixation des trois éléments 10 entre eux, mais également par rapport au cadre 1 dans lequel ils sont installés. Bien entendu, ce dernier possède des pattes de fixation 8 permettant la fixation des deux éléments de chauffage lent 10 d'extrémité sur celui-ci. Avantages de l'invention Les avantages de l'invention sont nombreux et répondent de manière générale à l'attente des usagers concernant le confort thermique et ceci dans plusieurs situations. Le profilé frontal, référencé 5 sur la figure 1, constitue une surface relativement chaude, puisqu'elle est placée juste devant l'élément chauffant 21. Cette surface chaude est un élément très important concernant le besoin rapide de chauffage ou de contact avec la chaleur pour les occupants, notamment lorsqu'ils arrivent dans une pièce froide, lorsqu'on vient seulement de mettre en route ce type de radiateur. Elle permet donc aux occupants de s'adosser contre le radiateur pour y sentir ou percevoir le rayonnement de celui-ci et de sentir le plus rapidement possible une chaleur, même si la pièce est peu ou pas chauffée. Les systèmes de chauffage à convection douce tels que les radiateurs à circulation de fluide caloporteur limitent le déssèchement de l'air à la sortie de l'appareil. On précise de plus que ce type de fonctionnement évite la formation de salissures. Le dispositif de chauffage lent à grande inertie thermique répond au besoin, pour les occupants, de percevoir, pendant une longue période, la chaleur lorsque l'appareil est arrêté. Le radiateur selon l'invention fonctionne sans bruit. Son fonctionnement est très facile, puisqu'il suffit d'actionner un commutateur de commande, non représenté, mais présent. Le radiateur selon l'invention peut même être équipé d'une commande à distance, par exemple, par ondes infrarouges. Le radiateur selon l'invention peut être fixé au mur ou à n'importe quel élément immobilier ou rester mobile. Son caractère modulable permet de disposer de possibilités dimensionnelles très différentes pouvant s'adapter au volume des locaux à chauffer. REVENDICATIONS 1. Radiateur chauffant comprenant en combinaison - un dispositif de chauffage par convection douce (10, 50, 58) - un dispositif de chauffage lent à grande inertie thermique ; et - un dispositif de chauffage rapide à faible inertie thermique ; et - un bloc support (1) dans lequel sont logés ces trois dispositifs de chauffage par convection douce (10, 50, 58), lent et rapide. 2. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage par convection douce (10, 50, 58) est placé à l'arrière, tandis que les dispositifs de chauffage rapide et lent sont placés à l'avant. 3. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage par convection douce (10, 50, 58) fonctionne avec un fluide caloporteur. 4. Radiateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage par convection douce comporte un bloc radiateur (12) traversé de canalisations (13, 17) et comportant au moins un thermoplongeur (15). 5. Radiateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bloc radiateur (12) comporte des ailettes verticales (11). 6. Radiateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bloc radiateur (12) comprend des ailettes horizontales (51). 7. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bloc support (1) possède une bouche de sortie d'air (3) placée en haut de celui-ci. 8. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage lent est constitué d'un accumulateur de chaleur sous la forme d'une plaque (22, 32, 42). 9. Radiateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage rapide comprend un élément chauffant (21, 31, 41) mis en place sur ou dans l'élément accumulateur de chaleur (22, 32, 42), et en ce que le bloc support (1) possède un profilé (5, 35) placé devant l'élément chauffant (21, 31, 41). 10. Radiateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément chauffant est une résistance (41) noyée dans l'élément accumulateur de chaleur (42). 11. Radiateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément chauffant est un film chauffant (21, 31) placé sur l'élément accumulateur de chaleur (22, 32).