Brevet FR2824386A1 — publié le 20021108

(1) selon l'une des revendications prcdenLes. I, La présente invention concerne un dispositif de chauffage à partir d'un fluide caloporteur chauffé par l'énergie électrique ou mixte électrique chauffage central à eau chaude, destiné aux habitations, bureaux, ateliers, etc L'essentiel de la présente invention consiste dans l'amélioration significative du rendement thermique obtenu à partir d'un échangeur modulable, constitué de pièces spécifiques formant un ensemble appelé élément (21) (fig. 0), caractérisé en ce qu'il comporte un collecteur haut (2) et un collecteur bas (2), espacés par un profl spécifique (1) dont la hauteur peut varier. En face arrière du profil (1) et à la base de 1'élément (21) est disposé un bloc de production et diffusion de la chaleur (3) (fig. 0 et fig. 1) constitué d'une résistance électrique blindée (ou autre) (6) (fig. 1 et fig. 4) noyée dans une plaque conductrice de la chaleur (5) en aluminium (ou autre), elle même fixée par collage ou montage mécanique sur le profil (1) et isolée thermiquement de l'air ambiant par un carter en matériau isolant (4), l'ensemble formant une petite chaudière. La puissance thermique restituce par chaque élément (21) dépend de la hauteur du profil (1) et de la puissance électrique du bloc (3). Le bloc de puissance (3) transmet son énergie calorifique au fluide caloporteur par conduction à travers la paroi arrière du profil (1); le fluide n'est donc pas en contact direct avec le bloc de puissance (3), cela permet d'utiliser simplement de l'eau comme fluide caloporteur. Un radiateur électrique basé sur le principe de la présente invention peut étre connecté sans difficulté à une installation de chauffage central à eau chaude et permettre un fonctionnement mixte suivant les besoins. Pour une hauteur d'élément (21) donnée et un bloc de puissance (3), la puissance thermique nécessaire pour chauffer un local est obtenue par le montage en batterie d'éléments (21) (fig. 0). Le profil (1) en aluminium (ou autre) (fig. 2 et fig. 2bis) est constitué d'une paroi externe sensiblement en forme de I majuscule qui définit une zone de circulation du fluide caloporteur présentant 6 conduits verticaux (7), (8), (9), (10), (11), (12), (fg. 2 et fig. 2bis), séparés par des cloisons (13) et (14) permettant une meilleure distribution et circulation du fluide caloporteur en facilitant et orientant le mouvement gravitaire naturel dudit fluide, induit par le chauffage fourni par le bloc (3). La circulation du fluide entre les canaux (7), (8), (9), (10), (11), (12), est assurée par les collecteurs (2) (fig. 3, fig. 3bis, fig. 3ter). Du fait de la circulation du fluide en face avant du profil (1) on augmente la température de paroi de cette face et par conséquent le transfert thermique par rayonnement vers le local à chauffer, ce qui améliore la sensation de confort. Le profil (1) (fig. 2 et fig. 2bis) comporte J des ailettes sur ses flancs (16) et des ailettes en face arrière (17) qui augmentent la surface baignant l'air et amplifient les échanges par convection avec l'air à chauffer. L'invention est également caractérisée en ce que l'étanchéité entre le profil (1) (fig. 3, fig. 3bis, fig. 3ter) et les collecteurs (2) haut et bas est assurée par un joint d'étanchéité (20) conformé à la section du profil (1) qui coopère avec les collecteurs (2) haut et bas par vissage à l'aide de vis trilobées indesserrables (18) assurant le maintien de la compression dudit joint (20). A cet effet, deux orifices (19) sont prévus sur les collecteurs (2) pour le passage des vis et deux alvéovis (parties cylindriques percées) (15) sont prévus sur le profil (1) (fig. 2 et fg. 3ter) dans lesquelles les vis forment leur propre taraudage. Ce système thermique, modulable en hauteur (la hauteur du profil (1) peut être adaptée à toutes les situations), présente également la caractéristique de pouvoir être modulé sur le plan esthétique par l'adjonction d'enjoliveurs clipsables sur les collecteurs (2) haut et bas, ceci permet de modifier 1'esthétique fnal des éléments en faisant varier la forme des enjoliveurs. L'élément (21) ainsi formé peut être monté en batteries de plusieurs éléments afin d'obtenir la puissance thermique requise (fig. 0). Ce montage en batteries s'effectue à partir de pièces de raccordement femelles taraudées droite et gauche, appelées nipples (23), (fig. 5), coopérant avec le collecteur (2) par ses parties filetées (25). L'étanchéité entre collecteurs (2) est obtenue par la pose d'un joint fbre (24) ou autre entre les deux portées prévues à cet effet sur les collecteurs. Chaque bloc de puissance (3) et plus particulièrement la résistance électrique (6) coopère avec un connecteur électrique (22) en partie basse du bloc (3) (fg. 4) par un système de brochage; ce connecteur assure également l'isolement thermique et électrique en partie basse du bloc de puissance (3). Dans une batterie d'éléments (21) (fig. 0), chaque connocteur (22) (fg. 4) de chaque élément coopère avec le connecteur de l'élément précédent et le connecteur de l'élément suivant par un système de brochage qui assure la continuité électrique et l ' alimentation de chaque résistance de chauffage (6). L' ensemble des résistances (6) peuvent être reliées au choix, soit en série, soit en parallèle. La régulation thermique de la batterie est assurce par un ensemble électronique piloté par deux sondes de température judicieusement disposées, I'une mesurant la température de l'air ambiant (ambiance choisie du local à chauffer), I'autre mesurant la température, soit du fluide caloporteur, soit de la paroi arrière de la batterie, cette dernière sonde permettant de contrôler la surchauffe du fluide caloporteur. La fgure 6 présente une variante démontable du bloc de production de chaleur (3) permettant le changement éventuel de la résistance blindée (6) ; dans cette confguration démontable du bloc (3), la plaque conductrice de la chaleur (5) en aluminium (ou autre) se compose de deux demi - plaques (26) et (27), soit moulées, soit usinées de manière à présenter l'empreinte de la résistance (6) qui se trouve alors prise en sandwich entre les deux plaques; le serrage de l'ensemble est assuré soit par vissage soit par clipsage. La fgure 7 présente une variante (28) au profil (1) par absence des ailettes arrières (17) (fig.2); cette variante a la caractéristique de diminuer les échanges thermiques par convection avec l'air ambiant et ainsi augmenter le rapport rayonnement/convection, gage d'un meilleur confort; pour obtenir le même niveau de puissance restituce par élément (21) qu'avec le profl (1), il sufft d'augmenter la hauteur du profil (28). La fgure 8 présente la variante du bloc de production de chaleur démontable (3) (fg. 6) pour lequel la plaque conductrice de la chaleur (5) en aluminium (ou autre) se compose de deux demi - plaques (29) et (30) prenant en sandwich un flm résistif (31) en lieu et place de la résistance blindée (6) entre les deux plaques; le serrage de 1'ensemble étant assuré soit par vissage soit par clipsage. La figure 9 présente une variante du bloc de production de chaleur (3) double (32), caractérisé par le fait que ce bloc peut être monté sur deux éléments (21) et permettre une simplifcation au montage en batteries. La fgure 9bis présente une variante du bloc de production de chaleur (3), caractérisé par le fait que chaque bloc de production de chaleur est monobloc (33) et ainsi est adapté en puissance et dimensions à la longueur de chaque batterie d'éléments (21). Sur la base des mêmes profls (1) (fg. 2) et (28) (fg. 7), il est possible de réaliser un système de chauffage par éléments, basé uniquement sur la conductibilité thermique des matériaux. Une résistance blindée (34) en forme de fer à cheval est disposée dans les conduits verticaux (11) et (12) du profil. Ces deux conduits sont alors remplis d'un matériau rétractaire (35) (sable, ciment, ou autre) sur toute la hauteur du profl (fg. 10). La transmission de la chaleur à travers l'échangeur s'effectue alors uniquement par conduction; l'échange thermique avec l'environnement du local à chauffer s'effectue toujours par convection et rayonnement. Les connections électriques se font toujours à la partie basse de chaque élément. REVENDICATIONS 1) Echangeur de chaleur destiné au chanffage des habitations, bureaux, ateliers, etc... constitué de pièces spécifques formant un ensemble appelé élément (21), caractérisé en ce qu'il comporte un collecteur haut (2) et un collecteur bas (2), espacés par un profil spécifque (1) de hauteur pouvant varier à 1'envie, lui-même constitué d'une paroi externe sensiblement en forme de I majuscule qui définit une zone de circulation du fluide caloporteur présentant 6 conduits verticaux (7), (8), (9), (10), (11), (12), séparés par des cloisons (13) et (14) permettant une meilleure distribution et circulation du fluide caloporteur en facilitant et orientant le mouvement gravitaire naturel dudit fluide, et comportant des ailettes sur ses flancs extérieurs (16) et des ailettes en face arrière (17) augmentant la surface baignant 1'air et amplifiant les échanges par convection avec 1'air à chauffer, et caractérisé en ce que l'étanchéité entre le profl (1) et les collecteurs (2) haut et bas est assuré par un joint d'étanchéité (20) conformé à la section du profl (1), un montage mécanique entre le probl (1) et les collecteurs (2) haut et bas étant assuré par un ensemble de vis trilobées indesserrables (18). 2) Echangeur selon la revendication 1, comportant à sa base en face arrière un bloc de production et diffusion de la chaleur (3) constitué d'une résistance électrique blindée (ou autre) (6), modulable en puissance, noyée dans une plaque conductrice de la chaleur (5) en aluminium (ou autre), elle méme fixée par collage ou montage mécanique sur le profil (1) et isolé thermiquement de 1'air ambiant par un carter en matériau isolant (4), 1'ensemble formant une petite chaudière dont la puissance thermique produite est transmise au fluide caloporteur par conduction à travers la paroi arrière du profil (1), la diffusion de la chaleur dans tout l'échangeur (21) s'effectuant par conduction mais surtout par la mise en mouvement gravitaire dudit fluide. 3) Echangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, permettant le montage d'éléments (21) en batteries. Montage s'effectuant à partir de pièces de raccordement femelles taraudées droites et gauches, appelées nipples femelles (23), coopérant avec le collecteur (2) par ses parties fletées (25); 1'étanchéité entre éléments étant obtenue par la pose d'un joint fbre (24) ou autre entre les deux portées des collecteurs montés en batteries. 4) Echangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un connecteur électrique (22) coopérant avec la base du bloc de production (3) par un système de brochage et assurant également l'isolement thermique et électrique de la base du bloc (3); ce connocteur permettant 1'alimentation en série ou parallèle de la résistance (6) de 1'élément (21) en coopérant avec le connecteur (22) de 1'élément précédent et le connecteur (22) de 1'élément suivant par un système de brochage. ) Echangeur selon l'une quelcouque des revendications précédentes, dont la régulation thermique de la batterie d'éléments (21) est assurée par un ensemble électronique piloté par deux sondes de température judicieusement disposées, I'une mesurant la température de l ' air ambiant (ambiance choisie du local à chauffer), l' autre mesurant la température, soit du fluide caloporteur, soit de la paroi arrière de la batterie, cette dernière sonde permettant de contrôler la surchauffe du fluide caloporteur. 6) Echangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes qui peut être connecté à une installation de chauffage central à eau chaude et permettre un chauffage mixte électrique - chaudière centralisce. 7) Echangeur selon l'une quelconque des revendicatons précédentes, dont le bloc de production de chaleur (3) est démontable pour permettre le changement éventuel de la résistance électrique (6); la plaque conductrice de la chaleur (5) étant composée de deux demi-plaques (26) et (27) enfermant la résistance. 8) Echangeur selon l'une quelcouque des revendications précédentes, présentant une variante du profil (1) par absence des ailettes arrières (17); cette variante ayant la caractéristique d' améliorer le rapport rayonnement/convection, gage d' un meilleur confort. 9) Echangeur selon l'une quelcouque des revendications précédentes, dont la résistance blindée (6) est remplacée par un film résistif (31), pris en sandwich entre les deux demi-plaques (29) et (30) constituant la plaque conductrice de la chaleur (5). 10) Echangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont le bloc de production de chaleur double (32) permet le montage simplifé sur un double élément (21). 11) Echangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le bloc de production de chaleur (33) est monobloc et ainsi est adapté en puissance et dimensions à la longueur de chaque batterie d'éléments (21). 12) Echangeur selon revendication 1), représentant une variante dont chaque élément (21) est équipé d'une résistance blindée en forrne de fer à cheval (34), disposoe dans les conduits verticaux (11) et (12) du pro l (1) ou (28) sur toute sa hauteur, noyée dans un matériau à forte inertie (35) et dont le transtert thermique à travers 1'échangeur s'effectue uniquement par conductivité thermique des matériaux composant l'élément (21). L'échange thermique avec l'environnement du local à chauffer s'effectuant toujours par convection et rayonnement. Les connections électriques se faisant touj ours à la partie