Brevet FR2780142A1 — publié le 19991224

RADIATEUR ELECTRIQUE A ACCUMULATION DESCRIPTION Domaine de l'invention L'invention concerne les radiateurs électriques à accumulation. On pense, en particulier, aux appareils dont la charge du bloc accumulateur se fait de nuit, pour délivrer pendant toute la journée la chaleur accumulée. Art antérieur et problème posé Ce type de radiateur électrique à accumulation comprend généralement des résistances électriques chauffantes insérées dans un bloc accumulateur, le tout étant entouré d'une enveloppe isolante maintenue par une carcasse métallique. Le bloc accumulateur est constitué d'un noyau central de matériau réfractaire relativement dense, tel que la magnésite, le féolithe, l'oxyde de fonte, et peut être porté à une température de 800 C. L'enveloppe isolante est souvent constituée de laine de roche, de silicate de calcium, de fibres céramiques, de gels de silice compactés, de vermiculite, ou d'isolant à haute performance à base de particules de silice submicroniques, assurant la fonction de calorifugeage. D'une manière plus concrète, on constate un besoin de 40 kg de matériau réfractaire par kilowatt de puissance électrique installée. En effet, le principe de fonctionnement de ce type de radiateur électrique à accumulation consiste à emmagasiner de la chaleur produite par les résistances électriques chauffantes dans le noyau réfractaire pendant les périodes o le coût de l'électricité est le moins élevé, c'est-à-dire pendant les heures creuses. Le procédé consiste donc à restituer cette chaleur pendant les heures o le coût d'exploitation, c'est-à-dire le coût de l'électricité, est le plus élevé, en l'occurrence les heures de pointes, ou les heures pleines. En d'autres termes, un radiateur électrique à accumulation est un produit tarifaire. La restitution de la chaleur s'effectue progressivement par décharge statique pure, par conduction de la chaleur dans l'enveloppe isolante puis par rayonnement de la carcasse métallique qui l'entoure. La restitution de la chaleur se fait éventuellement au moyen de dispositifs d'extraction de la chaleur par convection naturelle ou forcée de l'air ambiant à travers la masse du bloc accumulateur, c'est-à-dire par décharge dynamique. Les résistances chauffantes sont placées, soit au sein même de la masse du bloc accumulateur, soit dans les canaux de circulation d'air. La carcasse métallique extérieure est réalisée généralement en tôle électro-zinguée recouverte d'un revêtement en résine époxy polymérisée, c'est-à-dire par une structure émaillée, ou céramique. Un ventilateur permet la circulation de l'air dans le noyau du bloc accumulateur lorsque des canaux de circulation d'air sont prévus à l'intérieur. Puisque la restitution différée de la chaleur est fonction de l'isolation de l'appareil, l'enveloppe isolante doit bénéficier d'une répartition des différents matériaux isolants la composant autour de l'appareil. Ces derniers sont maintenus généralement à l'aide des différentes plaques constituant la carcasse métallique et faisant office d'habillage de l'ensemble. Ce type de réalisation apporte plusieurs inconvénients qui sont: - la mauvaise étanchéité de l'appareil par des fuites; - la difficulté de mettre en oeuvre plusieurs types d'isolants pour obtenir l'étanchéité voulue; - la multiplication des ponts thermiques; - de grandes difficultés pour l'installation de cette enveloppe isolante à assembler et monter sur place et pour son remontage après un démontage pour maintenance; et - une détérioration prématurée des matériaux isolants qui conduit dans l'ensemble à une baisse des performances de l'appareil dans le temps. Le but de l'invention est donc de remédier à ces inconvénients en proposant un autre type d'enveloppe isolante pour un radiateur électrique à accumulation. Résumé de l'invention A cet effet, l'objet principal de l'invention est un radiateur à accumulation comprenant principalement: un noyau central en matériau réfractaire; - des éléments chauffants du noyau réfractaire, placés à l'intérieur de celui-ci; et - une enveloppe isolante entourant le noyau réfractaire, Selon l'invention, l'enveloppe isolante est une cloche comportant quatre parties latérales et une partie supérieure, constituée d'un seul tenant et pouvant être installée autour du noyau central réfractaire en une seule opération. Dans une réalisation préférentielle de l'invention, la cloche possède: une enveloppe intérieure; - une enveloppe extérieure; et - un isolant placé entre les enveloppes intérieure et extérieure. L'isolant utilisé est, de préférence, un isolant à haute performance, à base de particules de silice submicroniques. De préférence, l'enveloppe intérieure de la cloche est en acier inoxydable, tandis que l'enveloppe extérieure est en tôle électro- zinguée recouverte d'un revêtement en résine époxy. Si la surface interne de la partie supérieure de la cloche a une forme de demi-cylindre creux, il est prévu que la partie supérieure du noyau central soit constituée de briques réfractaires en forme de demi-cylindre correspondant, afin de positionner la cloche. Description détaillée d'une réalisation de l'invention La figure unique montre, en perspective et en écorché, le radiateur selon l'invention. On y distingue, en particulier, le noyau central réfractaire constitué principalement d'un certain nombre de briques réfractaires 1 positionnées les unes contre les autres. Des logements sont prévus pour que des résistances chauffantes 20 constituant les éléments chauffants soient insérées à l'intérieur de ce noyau réfractaire. Il possède également au moins une canalisation horizontale 4 et plusieurs canalisations verticales 5 destinées à la circulation de l'air à travers ce noyau central réfractaire. Cette circulation peut être favorisée par la présence d'un ventilateur 18 placé en dessous du noyau central dans un logement qui est en communication avec les canalisations verticales 5. L'ensemble des briques réfractaires 1, constituant ce noyau central, repose sur une base isolante 6. L'ensemble est alors positionné sur un socle en tôle 3 supportant l'ensemble du radiateur. Le ventilateur 18 est bien entendu placé au milieu du socle en tôle 3. Une ouverture est placée en regard du ventilateur 18 et est équipée d'un filtre 19. Ceci permet à l'air de rentrer à l'intérieur du radiateur pour traverser le noyau central réfractaire en montant puis en redescendant dans les conduits verticaux 5. On note que les résistances électriques chauffantes 20 peuvent être placées dans les canalisations verticales 5. En dessous de la base isolante 6 est ménagé en orifice périphérique 7 faisant le tour du radiateur et débouchant juste au-dessus du socle en tôle 3. Cet orifice de sortie 7 permet à l'air chauffé par le radiateur de se répandre dans la pièce o se trouve celui-ci, au niveau du sol. La caractéristique principale de l'invention consiste à concevoir l'enveloppe isolante et la structure métallique qui la maintient sous la forme d'une cloche 10, constituant un objet unique d'un seul tenant, fabriquée au préalable et étant destinée à être positionnée en une seule opération autour du noyau central réfractaire. A cet effet, ce dernier possède des briques supérieures 2, dont la forme correspond à la forme intérieure d'une enveloppe intérieure 12 de la cloche 10. On propose donc une forme de demi-cylindre pour les briques supérieures et un creux de forme correspondante pour la surface interne de l'enveloppe interne 12 de la cloche 10. Ainsi, cette dernière peut être posée sur le noyau central réfractaire. La cloche 10 est donc constituée de quatre parties latérales et d'une partie supérieure. Dans la réalisation représentée, la partie supérieure n'est qu'un prolongement des deux grandes parties latérales. La cloche 10 se complète d'une enveloppe extérieure 11 et d'une épaisse couche de matériau isolant 13. Le matériau isolant peut être un matériau dénommé " Microtherm ", qui est un isolant à haute performance, constitué de particules de silice submicroniques. On peut également utiliser de la vermiculite, de la laine de roche, du silicate de calcium, des fibres céramiques et même des gels de silice compactés. De préférence, l'enveloppe extérieure 11 est fabriquée en tôle électrozinguée, recouverte d'un revêtement de résine époxy polymérisée, en structure émaillée, ou en céramique, l'enveloppe intérieure 11 étant en acier inoxydable. L'élaboration de cette cloche consiste à réaliser en premier l'enveloppe intérieure 12, à mettre en place l'isolant 13 et enfin à mettre en place l'enveloppe extérieure 11. Ces deux enveloppes 11 et 12 peuvent être fabriquées au préalable, à l'aide de tôles soudées les unes aux autres, de manière étanche. D'autres systèmes de fixation de tôles peuvent être également utilisés. Cette cloche 10 constituant l'enveloppe isolante permet de réduire les pertes statiques de l'appareil en éliminant les ponts thermiques et en augmentant l'étanchéité du noyau central réfractaire. Le problème de l'étanchéité de l'appareil est résolu grâce à la connexion des éléments chauffants qui peut être réalisée dans le socle de l'appareil, en particulier, dans la base isolante 6. La cloche 10, qui est d'un seul tenant, permet d'intervenir très facilement à l'intérieur de l'appareil, sans toucher à l'isolant 13 qui est coincé définitivement entre l'enveloppe externe 11 et l'enveloppe interne 12. Ainsi, on évite tout risque de détérioration du matériau isolant et de l'enveloppe. On évite donc de diminuer l'efficacité de la cloche 10. On précise également que le montage et le positionnement de cette cloche 10 se font de manière très simple pour l'homme du métier, le positionnement de celle-ci sur le noyau central réfractaire ne pouvant être effectué que d'une seule manière, grâce aux formes correspondantes de l'enveloppe interne 12 et des briques supérieures 2. REVENDICATIONS 1. Radiateur électrique à accumulateur comprenant principalement: - un noyau central en matériau réfractaire; - des éléments chauffants (20) du noyau réfractaire placés à l'intérieur de celui-ci; et - une enveloppe isolante entourant le noyau réfractaire, caractérisé en ce que l'enveloppe isolante est une cloche (10) comportant quatre parties latérales et une partie supérieure, constituée d'un seul tenant, à installer autour du noyau central réfractaire. 2. Radiateur électrique à accumulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cloche (10) est constituée de: - une enveloppe extérieure (11); - une enveloppe intérieure (12); - une couche d'isolant (13) placée entre les enveloppes extérieure (11) et intérieure (12). 3. Radiateur électrique à accumulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche d'isolant (13) de la cloche (10) est constituée d'un isolant à haute performance, à base de particules de silice submicroniques. 4. Radiateur électrique à accumulation selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure (11) est une tôle électro-zinguée recouverte d'un revêtement en résine époxy. 5. Radiateur électrique à accumulation selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enveloppe intérieure (12) est en acier inoxydable. 6. Radiateur électrique à accumulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau central réfractaire possède des briques supérieures (2) en forme de demi-cylindre, l'enveloppe interne (12) de la cloche (10) ayant également une forme de demi-cylindre creux au niveau de sa partie extérieure.