Brevet FR2832212A1 — publié le 20030516

La présente invention concerne, de façon générale, le domaine des radiateurs utilisés pour le chauffage de locaux. Elle se rapporte, plus particulièrement, à un radiateur du type dit "à fluide caloporteur". Un radiateur à fluide caloporteur possède un corps de chauffe, habituellement constitué par l'assemblage d'un certain nombre d'éléments verticaux de corps de chauffe. Le corps de chauffe contient un certain volume de fluide caloporteur, qui est chauffé par des moyens de chauffage électriques. Un tel radiateur constitue un appareil de chauffage autonome, réalisant l'équivalent d'un radiateur de chauffage central, mais ne nécessitant pas d'être raccordé à un réseau de chauffage "central" ou "collectif'. Dans leur réalisation habituelle, les radiateurs à fluide caloporteur possèdent, en tant que moyens de chauffage électriques, des cartouches chauffantes placées à l'intérieur du corps de chauffe, dans la partie basse du volume occupé par le fluide caloporteur. Avec une telle solution, le chauffage s'effectue par la seule convection, à l'intérieur du corps de chauffe. Le fluide caloporteur se trouve correctement chauffé mais, en l'absence de circulation suffisante de ce fluide, une puissance électrique importante est nécessaire pour diffuser une puissance thermique donnée. Ainsi, les radiateurs à fluide calorifique actuels restent, malgré leurs avantages reconnus (autonomie, qualité d'accumulation de la chaleur) des appareils qui consomment une énergie électrique assez importante, donc des appareils dont l'utilisation reste assez coûteuse. La présente invention vise à éliminer ces inconvénients, en fournissant un radiateur à fluide caloporteur de rendement thermique plus élevé, c'est-à-dire nécessitant une puissance électrique moindre pour une même puissance thermique restituée, donc un radiateur procurant une économie de consommation électrique, tout en conservant l'ensemble des avantages de ce type de radiateur. A cet effet, l'invention a pour objet un radiateur à fluide caloporteur, possédant un corps de chauffe contenant un volume de fluide caloporteur, et comportant des moyens de chauffage électriques du fluide caloporteur, ce radiateur étant caractérisé essentiellement par le fait qu'il comporte un circuit de fluide caloporteur associé au corps de chauffe, mais extérieur à ce corps de chauffe, partant de la base dudit corps de chauffe et revenant à son sommet, circuit sur lequel sont placés un circulateur électrique et les moyens de chauffage électriques. Ainsi, l'idée inventive consiste, en comparaison avec les radiateurs à fluide caloporteur conventionnels, à séparer la partie réalisant le stockage et la diffusion de la chaleur, de la partie réalisant le chauffage du fluide caloporteur, tout en créant une circulation forcée de ce fluide, tant dans le corps de chauffe que dans le circuit extérieur, le fluide caloporteur étant chauffé lors de son passage dans le circuit extérieur. En particulier, le fluide caloporteur est mis en circulation, dans le circuit extérieur, par le circulateur électrique, et il est chauffé à son passage dans les moyens de chauffage placés sur le même circuit extérieur, avant de revenir à l'intérieur du corps de chauffe. Les moyens de chauffage électriques, placés sur le circuit extérieur parcouru par le fluide caloporteur, sont avantageusement constitués par une cartouche chauffante contenant une résistance électrique. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, l'ensemble constitué par le circuit extérieur de fluide caloporteur, par le circulateur électrique et par la cartouche chauffante est accolé au corps de chauffe, de préférence à une extrémité de ce corps de chauffe. Le corps de chauffe étant habituellement constitué par un assemblage d'éléments verticaux de corps de chauffe, disposés en ligne, l'ensemble constitué par le circuit extérieur de fluide caloporteur, par le circulateur électrique et par la cartouche chauffante peut être logé et dissimulé dans un élément supplémentaire factice de corps de chauffe, disposé à une extrémité du corps de chauffe, à la suite des autres éléments de ce corps de chauffe. Selon une autre caractéristique, le circuit extérieur de fluide caloporteur est prolongé, à son aboutissement au sommet du corps de chauffe, par un tube placé horizontalement à l'intérieur du corps de chauffe, au sommet de celui-ci, et assurant la distribution du fluide caloporteur sur la longueur du corps de chauffe, en particulier dans les différents éléments verticaux de ce corps de chauffe. Dans l'ensemble, l'on obtient ainsi un radiateur à fluide caloporteur qui, tout en restant compact et esthétique, possède un rendement thermique sensiblement amélioré grâce à la mise en circulation du fluide caloporteur et à son chauffage à l'extérieur du corps de chauffe, la consommation électrique du circulateur restant négligeable de sorte que le bilan énergétique global reste particulièrement avantageux. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de ce radiateur à fluide caloporteur : Figure 1 est une vue en perspective d'un radiateur à fluide caloporteur, conforme à la présente invention ; Figure 2 est une vue de face schématique de ce radiateur, avec représentation de ses circuits fluidiques et électriques. Comme le montre en particulier la figure 1, le radiateur à fluide caloporteur possède un corps de chauffe 2, constitué de façon connue en soi par l'assemblage d'éléments verticaux 3 de corps de chauffe, disposés en ligne. Ainsi, le corps de chauffe 2 délimite un volume intérieur 4 (voir aussi figure 2), rempli d'un fluide caloporteur approprié. Selon l'invention, le radiateur possède aussi un circuit extérieur 5 de fluide caloporteur, qui est accolé au corps de chauffe 2, à une extrémité de ce corps de chauffe 2. Le point de départ du circuit extérieur 5 est un conduit d'aspiration 6, raccordé à la base du corps de chauffe 2, à l'extrémité concernée de ce corps de chauffe 2. Le conduit d'aspiration 6 se raccorde à l'entrée 7 d'un circulateur électrique 8. La sortie 9 du circulateur 8 est raccordée, par un conduit 10, à l'entrée de fluide 11 d'une cartouche chauffante 12. La sortie de fluide 13 de la cartouche chauffante 12 est raccordée, par un conduit de rejet 14, au sommet du corps de chauffe 2. La cartouche chauffante 12 contient une résistance électrique 15, équipée d'un fusible thermique (non représenté) intervenant en cas de surchauffe de celle-ci. La cartouche 12 elle-même est réalisée dans un matériau bon conducteur de la chaleur, par exemple en aluminium, l'entrée de fluide 11 et la sortie de fluide 13 étant percées respectivement aux deux extrémités de cette cartouche 12. Le circulateur électrique 8 et la cartouche chauffante 12 sont fixés sur l'extrémité concernée du corps de chauffe 2, la cartouche 12 surmontant le circulateur 8. La figure 2 représente aussi, sous forme de schéma de principe, les circuits électriques du radiateur. Le circulateur 8 et la résistance 15 de la cartouche chauffante 12 sont alimentés électriquement en parallèle, à partir de la tension alternative du réseau (220 volts), par des conducteurs 16 convenablement agencés. Un contacteur thermique de sécurité 17, fixé sur le corps de chauffe 2 à une hauteur intermédiaire (voir aussi figure 1), est prévu en outre pour couper l'alimentation de la résistance électrique 15, en cas de dépassement d'une température limite prédéterminée, par exemple de 70 C. Enfin, le fonctionnement de l'ensemble du radiateur est piloté par un thermostat 18 situé à distance, à l'intérieur du local à chauffer par le radiateur Au sommet du corps de chauffe 2, le conduit de rejet 14 est prolongé, à l'intérieur de ce corps de chauffe 2, par un tube horizontal 19 qui assure la distribution du fluide caloporteur, sur la longueur du corps de chauffe 2, dans les différents éléments 3 de ce corps de chauffe 2. On notera que le corps de chauffe 2 peut comporter un dernier élément vertical factice (non représenté), d'aspect extérieur identique aux autres éléments 3, mais servant ici à loger et dissimuler les divers composants du circuit extérieur 5 : circulateur 8, cartouche chauffante 12, conduits de liaison 6,10 et 14, et composants électriques (excepté le thermostat 18). Le fonctionnement d'ensemble du radiateur à fluide caloporteur, précédemment décrit, s'établit comme suit : Le circulateur électrique 8 étant en fonctionnement, le fluide caloporteur est aspiré à la base du corps de chauffe 2, par le conduit 6, et ce fluide est refoulé, par le conduit 10, vers la cartouche chauffante 12. Le fluide traverse alors la cartouche 12, en s'échappant. Sortant de la cartouche 12, le fluide chauffé parcourt le conduit de rejet 14, puis il rentre dans le corps de chauffe 2 où il est distribué, par le tube 19, au sommet des différents éléments 3 du corps de chauffe 2. A l'intérieur du corps de chauffe 2, le fluide caloporteur circule lentement, de haut en bas, dans les différents éléments 3. II s'y refroidit en cédant la chaleur qu'il a reçue lors de son précédent passage dans la cartouche chauffante 12. Enfin, parvenu à la base du corps de chauffe 2, le fluide caloporteur est réaspiré par le conduit 6, et ainsi de suite... L'équilibre obtenu entre la puissance de la résistance électrique 15 de la cartouche chauffante 12, le débit du circulateur 8 et le volume de fluide caloporteur à déplacer permet de stabiliser la température maximum du corps de chauffe 2, une valeur de température optimale étant d'environ 55 à 60 C. Le contacteur thermique 17 coupe l'alimentation de la résistance électrique 15, lorsque cette température devient inutilement élevée (une température élevée de fonctionnement signifiant un mauvais rendement). La position du contacteur thermique 17, à mi-distance du rejet et de l'aspiration du fluide caloporteur dans le corps de chauffe 2, permet de capter une valeur significative de la température moyenne du corps de chauffe 2. En ce qui concerne le fonctionnement d'ensemble du radiateur, on notera aussi, à propos du circulateur 8, qu'il vaut mieux avoir un débit de fluide trop fort que trop faible, de manière à influer favorablement sur le rendement de chauffage de la résistance électrique 15. En effet, un débit trop faible du fluide caloporteur induit une température élevée de fonctionnement, donc un mauvais rendement comme déjà indiqué plus haut. Bien entendu, le fonctionnement d'ensemble du radiateur à fluide caloporteur est aussi piloté par le thermostat 18, de manière à faire fonctionner ce radiateur selon les besoins de chauffage du local concerné. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce radiateur à fluide caloporteur qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention en modifiant la disposition de détail du circuit extérieur de fluide caloporteur, ou en modifiant le détail des circuits électriques, ou encore en destinant le même dispositif à des radiateurs à corps de chauffe plus ou moins volumineux, avec éléments de corps de chauffe plus ou moins nombreux. REVENDICATIONS 1-Radiateur à fluide caloporteur, possédant un corps de chauffe (2) contenant un volume (4) de fluide caloporteur, et comportant des moyens de chauffage électriques (12,15) du fluide caloporteur, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit (5) de fluide caloporteur associé au corps de chauffe (2), mais extérieur à ce corps de chauffe (2), partant de la base dudit corps de chauffe (2) et revenant à son sommet, circuit (5) sur lequel sont placés un circulateur électrique (8) et les moyens de chauffage électriques (12,15). 2-Radiateur à fluide caloporteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de chauffage électriques, placés sur le circuit extérieur (5) parcouru par le fluide caloporteur, sont constitués par une cartouche chauffante (12) contenant une résistance électrique (15). 3-Radiateur à fluide caloporteur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un contacteur thermique (17) est fixé sur le corps de chauffe (2), à une hauteur intermédiaire, pour couper l'alimentation de la résistance électrique (15), en cas de dépassement d'une température limite prédéterminée. 4-Radiateur à fluide caloporteur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'ensemble constitué par circuit extérieur (5) de fluide caloporteur, par le circulateur électrique (8) et par la cartouche chauffante (12) est accolé au corps de chauffe (2), de préférence à une extrémité de ce corps de chauffe (2). 5-Radiateur à fluide caloporteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que, le corps de chauffe (2) étant constitué par l'assemblage d'éléments verticaux (3) de corps de chauffe, l'ensemble constitué par le circuit extérieur (5) de fluide caloporteur, par le circulateur électrique (8) et par la cartouche chauffante (12) est logé et dissimulé dans un élément supplémentaire factice de corps de chauffe, disposé à une extrémité du corps de chauffe (2), à la suite des autres éléments (3) de ce corps de chauffe (2).