Brevet FR2847662A1 — publié le 20040528

La présente invention concerne un appareil de chauffage et son utilisation pour le chauffage simultané d'une pièce et le séchage de linge. Pour le séchage des serviettes dans les salles de bain, les radiateurs rayonnants sont équipés de barres porte-serviettes disposées de manière décalée par rapport à la face avant du radiateur. De tels dispositifs sont encombrants, car ils doublent ou triplent le volume occupé par le séchage et le chauffage de la salle de bain, sans que cette dernière fonction soit réalisée de façon optimale puisque les serviettes créent des obstacles au rayonnement en façade du radiateur. Sont aussi utilisés des convecteurs soufflants, de forte puissance, munis eux aussi de barres porte-serviettes: ce sont des appareils très consommateurs d'énergie, plutôt employés en appoint. Pour un moindre encombrement, des radiateurs à fluide caloporteur ont été conçus en forme d'échelle, le fluide circulant à l'intérieur des montants verticaux et des barreaux horizontaux sur lesquels peuvent être posées directement les serviettes. Cependant, lorsqu'une ou plusieurs serviettes recouvrent ces barreaux, la fonction de chauffage de la salle de bain proprement dite est nettement dégradée, puisque la ou les serviette(s) empêchent l'échange thermique entre le radiateur et l'air de la pièce, et ceci d'autant plus si plusieurs serviettes sont superposées. Pour pallier ces inconvénients, le but principal de l'invention est de proposer un radiateur à faible encombrement, permettant d'assurer simultanément une fonction de séchage de serviettes et une fonction de chauffage de la pièce, sans dégradation d'une des fonctions l'une par rapport à l'autre, et sans qu'il soit nécessaire de lui adjoindre des barres porte-serviettes séparées, ni une soufflerie supplémentaire. A cet effet, l'appareil selon la présente invention est un appareil de chauffage comportant un corps de chauffe disposé dans une enveloppe pourvue de passages d'entrée de l'air frais et de sortie de l'air réchauffé par le corps de chauffe, et est caractérisé en ce qu'au moins un passage de sortie d'air est ménagé au niveau d'au moins une paroi d'extrémité sensiblement verticale de l'enveloppe, et de préférence au niveau de chaque paroi d'extrémité sensiblement verticale de l'enveloppe. Ainsi, l'air réchauffé par convection au voisinage du corps de chauffe s'échappe librement de l'appareil au niveau de ces "ouies" latérales et diffuse ensuite dans la pièce sans être nullement gêné, par exemple, par des serviettes reposant sur plusieurs autres faces dudit appareil. De préférence, un passage d'entrée d'air et un passage de sortie d'air sont ménagés dans chaque paroi d'extrémité sensiblement verticale de l'enveloppe. Ainsi, la circulation de l'air frais entrant dans l'appareil de chauffage et de l'air réchauffé en ressortant a lieu au niveau de chaque extrémité sensiblement verticale dudit appareil. De manière avantageuse, les dits passages d'air sont prévus exclusivement dans les parois d'extrémités sensiblement verticales de l'appareil de chauffage, ce qui fait que les échanges d'air, par convection entre l'intérieur et l'extérieur de l'enveloppe, ont lieu exclusivement au niveau desdites extrémités de l'appareil, laissant libre les autres faces pour le séchage de linge recouvrant éventuellement ces surfaces. Lesdits passages d'air peuvent être ménagés directement dans le matériau constituant les parois de l'enveloppe de l'appareil de chauffage. Selon une variante de l'invention, les extrémités sensiblement verticales de l'enveloppe peuvent être chacunes munies d'un embout dans lequel est (sont) ménagé(s) le(s)dit(s) passage(s). Cet embout peut être réalisé en un matériau différent du corps de l'enveloppe, par exemple en un matériau polymère, qu'il est plus facile de perforer ou de mouler selon la forme des ouvertures des ouies requise ou souhaitée. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le passage d'entrée et le passage de sortie de l'air sont des ouvertures distinctes, l'ouverture d'entrée d'air frais étant ménagée dans la zone inférieure de l'enveloppe et l'ouverture de sortie d'air réchauffé étant ménagée dans la zone supérieure de l'extrémité sensiblement verticale de l'enveloppe, ou dans son embout. Selon un second mode de réalisation de l'invention, le passage d'entrée et le passage de sortie de l'air font partie d'une même ouverture verticale allongée ménagée dans la paroi d'extrémité de l'enveloppe ou dans son embout. Pour que la circulation de l'air soit efficace et ne crée pas de surchauffe, notamment au voisinage de la partie centrale du corps de chauffe, qui est la partie la plus éloignée des ouies, il a été déterminé, dans les deux modes de réalisation de l'invention décrits ci-dessus, que la section minimale totale d'ouverture, pour chaque extrémité latérale de l'enveloppe, doit avantageusement être approximativement de: - 1400 mm2, et de préférence supérieure approximativement à 1600 mm2 lorsque les ouies sont disposées à proximité des parois supérieures et inférieures de l'enveloppe, c'est à dire, pour le premier mode de réalisation, lorsque les ouvertures sont situées respectivement dans les zones hautes et basses de l'extémité sensiblement verticale de l'enveloppe, ou pour le second mode de réalisation, l'ouverture unique est très allongée et s'étend jusque dans ces dites zones hautes et basses, - 2000 mm2, et de préférence supérieure approximativement à 2300 mm2 lorsque les ouies sont disposées à une certaine distance (par exemple voisine de 20 % de la hauteur totale de l'extrémité sensiblement verticale) des parois supérieures et inférieures de l'enveloppe, c'est à dire, lorsque l'ouverture unique ou les ouvertures est/sont respectivement plus éloignées des zones hautes et basses de l'extémité sensiblement verticale de l'enveloppe que dans le cas précédent, ceci pour des appareils de puissance 150 W environ et de dimension de l'enveloppe voisines de 240 x 40 x 560 mm. Les valeurs données ci-dessus varient principalement en fonction de la puissance de l'appareil et de la taille de son enveloppe. Les ouvertures peuvent prendre toute forme: carrée, rectangulaire, ovale ou circulaire et être unique ou multiples sur chacune des faces d'extrémité verticales de l'enveloppe de l'appareil de chauffage. Lesdites ouvertures peuvent être munies d'une grille permettant de limiter l'accès à l'utilisateur de l'intérieur de l'appareil de chauffage si ces ouvertures sont trop larges. Les ouvertures peuvent aussi être pourvues d'ailettes, certaines ou la totalité de celles-ci pouvant être horizontales, ou même inclinées vers le bas ou vers le haut, pour favoriser et accélérer l'entrée de l'air et/ou sa sortie de l'appareil de chauffage. Selon une autre variante, les dites ouvertures ou ouies peuvent être verticales et par exemple au moins certaines sont orientées vers l'avant pour diriger majoritairement en direction de la pièce à chauffer la sortie de l'air réchauffé. Le corps de chauffe est disposé avantageusement dans la moitié inférieure de l'enveloppe de l'appareil de chauffage. Lorsque le passage d'entrée d'air et le passage de sortie d'air sont des ouvertures distinctes (suivant le premier mode de réalisation de l'invention), il est préférable que l'ouverture d'entrée d'air soit ménagée dans une zone de la moitié inférieure, avantageusement dans une zone du tiers inférieur, de l'enveloppe et que l'ouverture de sortie d'air réchauffé soit ménagée dans une zone de la moitié supérieure, avantageusement dans une zone du tiers supérieur, de l'extrémité sensiblement verticale de l'enveloppe, ou dans son embout. L'enveloppe de l'appareil de chauffage selon l'invention peut prendre toute forme, la forme préférée étant un parallélépipède, la configuration de la façade pouvant par exemple être rectangulaire, verticale ou horizontale, voire même carrée. Dans l'appareil de chauffage selon l'invention, la fonction convection est favorisée, permettant de chauffer la pièce de l'habitation. La fonction rayonnement également existante permet quant à elle de chauffer la façade de l'enveloppe, qui ellemême, soit rayonne vers la pièce si elle n'est pas recouverte de linge, soit échange par conduction avec le linge si elle en est recouverte. De préférence, la paroi de l'enveloppe constituant la façade est en matériau plein métallique, ou majoritairement métallique, ou éventuellement au moins en partie en matériau polymère. Cette paroi de façade peut également être munie de multiples perforations permettant d'amplifier la fonction rayonnement. Ces perforations multiples, de forme circulaire ou autre, sont de dimensions réduites (inférieures à environ 10 mm de diamètre et de préférence inférieures à 6 mm environ) et ne sont pas destinées à la circulation de l'air de convection qui s'effectue majoritairement au moyen des ouies des extrémités verticales de l'enveloppe. La présente invention concerne également un dispositif de chauffage et de séchage de type "échelle", qui est caractérisé en ce qu'il est formé de plusieurs appareils de chauffage tels que décrits précédemment, superposés et assemblés sur des montants sensiblement verticaux. Les "barreaux" de l'échelle sont donc constitués par les appareil de chauffage à convection selon l'invention. De préférence, au moins deux de ces appareils sont espacés verticalement l'un de l'autre, de manière à permettre l'insertion de linge, par exemple de serviettes de toilette ou de bain, entre ces derniers. Ainsi, la présente invention porte également sur l'utilisation d'un appareil de chauffage tels que décrits ci-dessus ou du dispositif incorporant plusieurs de ces appareils de chauffage, comme radiateur sèche-serviettes, permettant simultanément le chauffage d'une pièce et le séchage de linge recouvrant au moins partiellement les s parois supérieure, avant et arrière de l'enveloppe d'au moins un desdits appareils de chauffage, sans dégradation d'une fonction par rapport à l'autre. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui suit, donnée à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective partielle d'un appareil de chauffage selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue de face d'un appareil de chauffage selon un premier mode de réalisation de l'invention, - les figures 3a, 3b et 3c présentent des vues en perspective partielles de variantes d'un appareil de chauffage, selon un premier mode de réalisation de l'invention, - les figures 4, 5 et 7 présentent des vues en perspective partielles de variantes d'un appareil de chauffage selon un second mode de réalisation de l'invention, - la figure 6 est une vue en perspective d'une extrémité verticale montrant une autre variante d'un appareil de chauffage selon le premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 8 est une vue en coupe d'une extrémité verticale montrant une autre variante d'un appareil de chauffage, selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 9a est une vue de face d'un embout d'extrémité d'enveloppe d'un appareil selon l'invention, et la dfigure 9 b est une vue en coupe de l'embout de la figure 9a, et - la figure 10 est une vue de face d'un dispositif de chauffage et de séchage de linge selon l'invention. En référence à la figure 1, un exemple d'appareil de chauffage 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention comporte un corps de chauffe 2 disposé à l'intérieur d'une enveloppe 3 parallèlépipédique formant caisson permettant une circulation d'air ascendant à l'intérieur de celle- ci par convection. A cet effet, l'enveloppe 3 comporte des passages 4 d'entrée d'air frais et des passages 5 de sortie de l'air réchauffé par le corps de chauffe 2 situé à l'intérieur de l'enveloppe 3 de l'appareil de chauffage 1. Le corps de chauffe 2 est ici un ensemble extrudé d'un seul tenant en aluminium ou en alliage d'aluminium. Il comprend un élément central chauffant 7 et deux plaques inférieure 8 et supérieure 9 servant de diffuseurs de la chaleur émise par l'élément central 7, l'aluminium permettant une bonne diffusion de chaleur par conduction. Ces plaques 8 et 9 sont disposées sensiblement verticalement, de préférence dans le plan médian de l'enveloppe 3 de l'appareil 1. Selon l'invention, au moins les passages 5 de sortie d'air sont ménagés dans les extrémités verticales 6 de l'enveloppe 3, l'air frais qui entre dans l'appareil de chauffage provenant d'ouverture(s) disposées dans la partie inférieure de l'enveloppe 3. Dans l'exemple présenté ici, les ouvertures inférieures d'entrée 4 d'air frais sont également ménagées dans les parois d'extrémité 6 de l'enveloppe 3. La figure 1 montre des passages en forme de fentes horizontales séparés par des lamelles pratiquées dans les parties inférieure et supérieure des extrémités 6: elles sont ici au nombre de quatre pour l'entrée de l'air et au nombre de quatre également pour la sortie de l'air, pour chaque extrémité 6. Les figures 3a, 3b et 3c présentent des vues en perspectives partielles d'appareils de chauffage 1 selon le premier mode de réalisation de l'invention. Les trois appareils 1 sont de puissance et de dimensions identiques, à savoir une puisance de 150 W et un caisson de hauteur 220 mm, de longueur 560 mm et d'épaisseur 35 mm, renfermant un corps de chauffe en aluminium de longueur 450 mm, de hauteur 100 mm et d'épaisseur 1,5 mm, positionné à 30 mm du bas du caisson. Ces trois figures montrent diverses situations o les ouvertures pour l'entrée de l'air sont identiques mais les ouvertures pour la sortie de l'air sont différentes: ce sont donc des appareils pour lesquels les rapports E/S de la section d'entrée à la section de sortie varient. La figure 3a présente un appareil 1 avec des ouvertures d'entrée et de sortie d'air conformes à celles de la figure 1, c'est à dire avec 4 fentes pour chaque ouverture, le rapport E/S est égal à 4/4. Pour la figure 3b le nombre de fentes de sortie est de 2, le rapport E/S est donc de 4/2, et pour la figure 3c ce rapport E/S est de 4/6, le nombre de fentes de sortie d'air étant de 6. Ces appareils ont été comparés à celui de la figure 3a pour lequel le rapport E/S est de 4/4. Pour chacun de ces appareils, des analyses thermographiques ont été effectuées en plaçant une caméra infra-rouge à 1,50 m de la face avant dudit appareil en fonctionnement à puissance nominale (150 W). Les résultats observés montrent qu'il est nécessaire d'avoir au moins 4 fentes (toutes identiques et de dimensions 5x(35x35x35) mm), lorsque celles-ci sont disposées dans le coin supérieur d'extrémité 6 de l'appareil de chauffage 1, pour limiter la température de la face avant du caisson à une valeur voisine de 67-680C. La section totale minimale des ouvertures requise pour ne pas dépasser cette température est de 1550 mm2 environ pour chaque extrémité. Cette section minimale doit être augmentée si les entrées d'air ne sont pas complètement en bas et/ou si les sorties d'air ne sont pas complètement en haut de l'enveloppe 3. Cependant, si la hauteur du caisson est augmentée, la température de sa face avant est diminuée. Des mesures de thermographie infra-rouge, effectuées sur un appareil tel que celui de la figure 1, montrent que la zone la plus chaude de l'enveloppe se situe dans la partie centrale supérieure (référencée 10) comme présenté sur la figure 2, le point maximal P étant appxoximativement à 70 'C. Des mesures semblables effectuées avec une ouverture unique, sous la forme d'une fente 1 1 allongée verticalement, ménagée dans chacune des extrémités 6 de l'enveloppe 3 de l'appareil 1, ont permis de déterminer que dans ce cas, la section d'ouverture minimale est d'au moins 2400 mm2 environ. Les figures 4, 5 et 7 ainsi que 9a et 9b montrent des variantes possibles du second mode de réalisation de l'invention: une ouverture 11 unique en forme de fente allongée verticalement sert à la fois de passage d'entrée et de passage de sortie de l'air au niveau de chaque extrémité 6 verticale de l'appareil 1. Ces ouvertures uniques peuvent être par exemple rectangulaires et planes, et pourvues d'une grille 12 (figure 4) ou de lamelles verticales 13 (figure 5) empêchant les doigts de l'utilisateur d'entrer en contact éventuel avec le corps de chauffe 2, qui est à des températures pouvant atteindre 300'C. Ces fentes 11 peuvent être ménagées directement dans la paroi 14 d'extrémité de l'enveloppe 3 de l'appareil 1, ou bien ménagées dans un embout 15 latéral raccordé aux extrémités 6 verticales d'enveloppe 3, comme présenté aux figures 7, 9a et 9b. Dans la variante selon la figure 7, la fente 11 n'est pas plane, mais est orientée vers l'avant de l'appareil 1 à la fois pour diriger la sortie de l'air réchauffé vers la pièce à chauffer et pour éviter l'apport de salissures en direction du mur auprès duquel est généralement apposé ledit appareil de chauffage. La figure 6 montre une autre variante d'un appareil de chauffage selon l'invention dans laquelle les ouvertures sont constituées de multiples trous circulaires 16' et 16", ménagés dans la paroi 14 ou dans l'embout 15, les trous inférieurs 16" servant à faire pénétrer l'air frais dans l'appareil, et les trous supérieurs 16' à lui permettre de ressortir, une fois réchauffé. Le mode de conception de la figure 8 diffère de ceux présentés sur les figures 1 à 4, dans l'orientation des fentes et des lamelles. En effet, afin d'accélérer le mouvement de l'air entrant et sortant de l'appareil de chauffage à convection, il peut être approprié d'orienter les fentes et les lamelles, présentées horizontales dans les figures 1 à 4, en les inclinant vers le bas pour le passage d'entrée et vers le haut pour la sortie, comme représenté sur la figure 8. Les figure 9a montre une autre forme d'embout 15 rapporté, en matériau polymère, pouvant s'adapter ici à un caisson présentant une section biseautée.à angles arrondis. L'exemple représente une ouverture 11 unique légèrement incurvée vers l'avant de l'appareil (à droite sur la figure 9a) et aux terminaisons 22 arrondies. La vue en coupe selon AA montre que l'ouverture 11 est partiellement obturée par une paroi recourbée 21 vers l'intérieur de l'embout 15, de façon à en limiter l'accès (par les doigts d'un enfant par exemple). La ligne courbe t schématise le trajet de l'air, entrant ou sortant de l'enveloppe 3, qui a la forme approximative d'un S. La figure 10 présente une vue de face d'un dispositif comportant une pluralité d'appareils 1 selon l'invention, superposés et fixés sur deux montants verticaux 17, et dont le fonctionnement est commandé par un boîtier de commande 19. Les appareils 1 sont espacés les uns des autres en ménageant entre eux des espaces 18 suffisants pour que l'utilisateur puisse y passer la main en y plaçant par exemple des serviettes 20, en vue de leur séchage sur les enveloppes 3. Les flèches e et s symbolisent les mouvements d'air entrant et sortant respectivement desdits appareils individuels 1 sans que cette circulation ne soit gênée par les serviettes 20 reposant au moins partiellement sur les parois supérieure, avant et arrière de l'enveloppe 3 des appareils individuels 1. Ainsi le dispositif présenté permet simultanément le chauffage de la pièce par convection et les chauffage et séchage des serviettes par conduction et rayonnement sur les parois des enveloppes des appareils de chauffage, à convection prépondérante s'ils sont recouverts de multiples serviettes. Un tel dispositif ne nécessite pas la présence de porte-serviettes supplémentaire. L'invention décrite ici en référence à des modes de réalisation particuliers n'y est nullement limitée, mais couvre au contraire toutes modifications de forme et toutes variantes de réalisation propres à permettre,pour des d'appareils de chauffage utilisant la convection, une sortie de l'air chaud au niveau de leurs extrémités sensiblement verticales, c'est à dire au niveau de surfaces ne pouvant être recouvertes de linge. REVENDICATIONS 1. Appareil de chauffage comportant un corps de chauffe (2) disposé dans une enveloppe (3) pourvue de passages d'entrée (4) de l'air frais et de sortie (5) de l'air réchauffé par le corps de chauffe (2), caractérisé en ce qu'au moins un passage de sortie (5) d'air est ménagé au niveau d'au moins une paroi d'extrémité (6) sensiblement verticale de l'enveloppe (3). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un passage de sortie (5) d'air est ménagé au niveau de chaque paroi d'extrémité (6) sensiblement verticale de l'enveloppe (3). 3. Appareil selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins un passage d'entrée (4) et au moins un passage de sortie (5) d'air sont ménagés dans chaque paroi d'extrémité (6) sensiblement verticale de l'enveloppe (3). 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits passages (4, 5) d'air sont ménagés exclusivement dans les parois d'extrémité (6) sensiblement verticales de l'enveloppe (3). 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les extrémités (6) sensiblement verticales de l'enveloppe (3) sont chacunes munies d'un embout (15) dans lequel est (sont) ménagé(s) le(s)dit(s) passage(s) (4, 5). 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le passage d'entrée (4) et le passage de sortie (5) font partie d'une même ouverture verticale allongée (I1) ménagée dans la paroi d'extrémité (6) sensiblement verticale de l'enveloppe (3) ou dans son embout (15). 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le passage d'entrée (4) et le passage de sortie (5) sont des ouvertures distinctes, l'ouverture d'entrée d'air frais étant ménagée dans une zone de la moitié inférieure de l'enveloppe et l'ouverture de sortie d'air réchauffé étant ménagée dans une zone de la moitié supérieure de l'extrémité (6) sensiblement verticale de l'enveloppe (3), ou dans son embout (15). 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'ouverture d'entrée (4) d'air frais est ménagée dans une zone du tiers inférieur de l'enveloppe (3) et l'ouverture de sortie (5) d'air réchauffé est ménagée dans une zone du tiers supérieur de l'extrémité (6) sensiblement verticale de ladite enveloppe (3). 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ouvertures (4, 5, 11) sont munies d'une grille. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les ouvertures (4, 5, 11) sont munies d'ailettes. 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de chauffe (2) est disposé dans la moitié inférieure de l'enveloppe (3). 12. Dispositif de chauffage et de séchage de type "échelle", caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs appareils (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 superposés et assemblés sur des montants (17) sensiblement verticaux. 13. Dispositif de chauffage et de séchage selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'enveloppe (3) des appareils (1) est à conformation allongée sensiblement horizontale. 14. Dispositif de chauffage et de séchage selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce qu'au moins deux des appareils (1) sont espacés verticalement l'un de l'autre. 15. Utilisation de l'appareil de chauffage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 ou du dispositif selon les revendications 12 à 14, comme radiateur sèche-serviettes, permettant simultanément le chauffage d'une pièce et le séchage de linge (20) recouvrant au moins partiellement les parois supérieure, avant et arrière de l'enveloppe (3) d'au moins un appareil (1).