Brevet FR2780171A1 — publié le 19991224

L'invention est relative à un dispositif de régulation pour radiateur électrique à accumulation. Elle concerne plus particulièrement les radiateurs dans lesquels l'énergie calorifique est produite par une résistance électrique noyée dans un bloc céramique inséré dans la partie centrale d'un corps d'échange métallique, ce corps étant doté de canaux internes pour la circulation d'un fluide homogénéisant sa température et étant muni sur sa paroi externe d'ailettes d'échange avec l'air ambiant. La régulation de fonctionnement de ce radiateur est, de façon connue, assurée par un thermostat d'ambiance qui, porté par le radiateur, compare la température avec une valeur de référence réglable. Avec ce type de régulateur, l'alimentation de la résistance n'est interrompue que lorsque la température d'ambiance atteint la valeur de référence. Il en résulte que, au démarrage, la résistance est alimentée en permanence jusqu'à ce que le thermostat d'ambiance coupe son alimentation, c'est-à- dire pendant une durée de l'ordre de 45 minutes, nécessaire au transfert de calories entre, successivement, la résistance et le corps céramique, le corps céramique et le fluide d'homogénéisation, ce fluide et le corps de chauffe, et les ailettes du corps de chauffe avec l'air extérieur. Cette technique, qui ne prend pas en compte l'énergie thermique accumulée dans le corps céramique, a pour inconvénient de conduire à une forte consommation d'énergie électrique, aussi bien au démarrage qu'en fonctionnement et, surtout, de limiter la durée de vie de la résistance électrique, en favorisant sa surchauffe. La présente invention a pour objet de fournir un dispositif de régulation sur radiateur à accumulation qui, en prenant compte l'énergie accumulée dans le corps céramique, permet de réduire la consommation énergétique tout en augmentant la durée de vie de la résistance électrique. Ce dispositif comprend un thermostat d'ambiance, régissant l'alimentation de la résistance électrique, et un thermostat de régulation de la température du corps céramique. Selon l'invention, ce thermostat est monté en série avec le thermostat d'ambiance, sur le circuit d'alimentation de la résistance, et comporte un capteur de température disposé contre le corps céramique. Grâce à cet agencement, dès que la température du corps céramique atteint une valeur déterminée, par exemple , l'alimentation de la résistance est arrêtée. Cela a pour effet d'éviter que son apport calorifique, de moins en moins absorbé par le corps céramique, entraîne la surchauffe de ce corps et de permettre que l'énergie contenue dans le corps céramique se diffuse au corps de chauffe et au fluide d'homogénéisation. Il est évident que, lorsque la température du corps céramique s'est suffisamment abaissée, par exemple de l'ordre de 10 , la résistance électrique est à nouveau alimentée. Un tel dispositif de régulation, complémentaire du dispositif de régulation d'ambiance, permet de réduire considérablement la consommation électrique sans affecter nullement la puissance de chauffe du radiateur. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant ce dispositif dans le cas de son application à un radiateur électrique à accumulation. Figure 1 est une vue partielle de côté en élévation avec coupe partielle d'un radiateur électrique, Figure 2 est une vue schématique du circuit électrique de ce radiateur, Figures 3 et 4 sont des graphiques montrant, par rapport au temps, donné en abscisse, et la température, respectivement d'ambiance et du corps céramique, données en ordonnés, les courbes de montée en température, respectivement, d'ambiance et du corps céramique, pour un radiateur traditionnel et pour un radiateur selon l'invention, Figures 5 et 6 sont des graphiques représentant les courbes de consommation, respectivement, d'un radiateur traditionnel et d'un radiateur selon l'invention, par rapport au temps, donné en abscisse, et à la consommation, donnée en ordonnés. A la figure 1, la référence numérique 2 désigne le corps d'un radiateur métallique moulé portant, entre deux parois latérales 2a, une cavité 3 dans laquelle est disposé un corps céramique 4 contenant une résistance électrique 5. Ce corps est, par exemple, réalisé en céramique contenant 39 à 42 % d'alumine. Le corps 4 comporte une cavité 6 obturée par un bouchon 7, également en céramique. Cette cavité 6 contient un lit de matériau céramique pulvérulent 8 dans lequel la résistance 5 est noyée. L'ensemble du corps céramique est positionné dans la cavité 3 du corps de chauffe 2 par des cales 9 permettant à un fluide d'homogénéisation, et par exemple de l'air, de circuler dans la cavité et dans des conduits verticaux et transversaux ménagés dans le corps 2. Ce corps 2 comporte, en saillie de ses faces latérales, des ailettes verticales 10 permettant à l'air ambiant de circuler contre lui pour favoriser l'échange avec l'air de la pièce dans laquelle il est installé. Selon l'invention, le corps céramique 4, et dans le cas présent son bouchon 7, est doté d'un capteur 12 qui, comme montré à la figure 2, est relié par un circuit 13 à un boîtier de régulation 14, disposé sur le circuit d'alimentation 15 de la résistance 5. Cette figure 2 montre que le boîtier 14 est monté en série avec le boîtier de régulation d'ambiance 16, disposé à l'extérieur d'un radiateur, par exemple comme montré à la figure 1, à la base de l'une de ses faces en bout. La figure 4 illustre, par les courbes Cl et C2, les conditions de montée en température, respectivement de l'air ambiant, et du corps céramique 4. Au démarrage, dans un local à 15 , l'air ambiant et le corps 4 sont à la même température. Dès que la résistance électrique 5 est alimentée, la température du corps 4 s'élève progressivement pour atteindre 150 au bout de 15 minutes. Cette température est considérée comme un seuil à partir duquel l'apport calorifique de la résistance n'est pas évacué assez vite par le corps céramique, ce qui implique que cet apport risque de provoquer la surchauffe de la résistance. C'est pourquoi à cette température de 150 , l'alimentation de la résistance 5 est interrompue par le thermostat de régulation 14. L'énergie calorifique accumulée dans le corps céramique 4 continue néanmoins de se transmettre au fluide d'homogénéisation et cela pendant une durée qui dépend du seuil inférieur du thermostat de régulation. A la figure 4, ce seuil étant fixé à 140 , la restitution par le corps céramique s'étale sur 20 minutes, comme montré par la courbe C2. La courbe Cl montre que cette restitution est suffisante pour continuer à accroître la température de l'air ambiant, sans aucune consommation d'énergie. Comme montré par la courbe C2, la réalimentation de la résistance 5 provoque la remontée en température du corps céramique 4, sur une durée d'approximativement 8 minutes, période au terme de laquelle l'alimentation de la résistance est arrêtée par le thermostat d'ambiance, puisque la température d'ambiance recherchée, par exemple 21 , est obtenue. En fonctionnement normal, le déclenchement du thermostat d'ambiance 16 provoque l'alimentation de la résistance 5 sous contrôle du thermostat de régulation 14 qui, comme montré par la courbe C2, ne tolère cette alimentation que pendant un faible temps, grâce à la chaleur déjà accumulée dans le corps céramique 4. Les courbes Cl et C2 sont à rapprocher des courbes C'1 et C'2 de figure 3, correspondant au démarrage d'un radiateur traditionnel. La courbe C'1 montre que l'alimentation continue de la résistance porte le corps céramique 4 à une température supérieure, mais que ce surcroît d'énergie calorifique ne réduit pas le temps de montée en température de la pièce, comme montré par la courbe C'l. La courbe C'3 de figure 5, montrant la consommation d'un radiateur traditionnel par rapport à la courbe C3 de figure 6, montrant la consommation du radiateur selon l'invention, fait apparaître que le dispositif de régulation selon l'invention permet de réduire considérablement la consommation électrique, sans affecter la montée en température de la pièce. Ces différentes courbes correspondent à un radiateur électrique alimenté par une résistance de 1,5 kilowatt, noyée dans un corps céramique ayant les dimensions suivantes, hauteur 210 mm, largeur 30 mm, longueur 560 mm, et disposé dans un radiateur ayant les dimensions suivantes, hauteur 680 mm, largeur 95 mm, longueur 640 mm. Le radiateur doté du dispositif de régulation selon l'invention permet, par rapport à un radiateur de même type non équipé de cette régulation, de réduire la consommation électrique de l'ordre de 77 %, grâce à la meilleure restitution des calories du corps céramique. REVENDICATIONS l.Dispositif de régulation pour radiateur électrique à accumulation du type dans lequel l'énergie calorifique est produite par une résistance électrique (5) noyée dans un bloc céramique (4) inséré dans la partie centrale d'un corps d'échange métallique (2), ce corps étant doté de canaux internes pour la circulation d'un fluide homogénéisant sa température et étant muni sur sa paroi externe d'ailettes (10), d'échange avec l'air ambiant, dispositif comprenant un thermostat d'ambiance (16) régissant l'alimentation de la résistance électrique (5), et un thermostat (14) de régulation de la température du corps céramique (4), caractérisé en ce que ce thermostat (14) est monté en série avec le thermostat d'ambiance (16), sur le circuit d'alimentation de la résistance (5), et comporte un capteur de température (12) disposé contre le corps céramique.