Brevet FR2891897A1 — publié le 20070413

Le secteur technique de la présente invention est celui des appareils de chauffage et en particulier des radiateurs. Les différents types de chauffage mettent en oeuvre des radiateurs électriques, des radiateurs avec éléments radiants et des radiateurs à fluide caloporteur, l'eau par exemple. On peut se reporter par exemple au brevet FR-2778730 qui décrit un dispositif de chauffage à accumulation par radiateur intégrant un circuit de fluide caloporteur constitué de tubes lesquels délimitant un espace interne libre dans lequel un Io élément réfractaire est inséré. L'élément réfractaire est lui-même chauffé à l'aide d'une résistance électrique. L'inconvénient de cette réalisation réside dans le fait que le radiateur doit être dédié à cet élément dont l'emplacement spécifique doit être prévu à l'avance. De plus, l'élément 15 réfractaire est chauffé à l'aide d'une résistance électrique dont la puissance nécessaire est très élevée. Dans d'autres réalisations connues, on a proposé de modifier l'intérieur d'un radiateur en aluminium par fraisage ou vidage d'une de ses parties centrales pour l'implantation 20 d'un concept de chauffage électrique, modifiant définitivement les performances et les qualités structurelles initiales du radiateur. Ce genre de modification structurelle de chauffage ne permet d'adapter véritablement un fonctionnement bi-énergétique puisque le radiateur est rendu 25 non étanche rendant impossible la circulation de fluide. Le but de la présente invention est de fournir un dispositif de chauffage apte à receveur un concept chauffant servant de stockage eutectique et fonctionnant en basse température. 30 L'invention a donc pour objet un dispositif de chauffage constitué d'un radiateur et d'un élément chauffant, le radiateur délimitant notamment entre sa paroi arrière, sa partie centrale intégrant un collecteur pour fluide caloporteur et sa paroi avant un ou plusieurs espaces libres, 35 caractérisé en ce qu'il comprend un élément chauffant inséré dans au moins un espace libre, l'élément chauffant étant constitué d'au moins une brique métallique sur laquelle est appliqué un tissu chauffant. Selon une caractéristique de l'invention, la brique métallique est en aluminium et le tissu chauffant est appliqué par collage sur la brique. Selon une autre caractéristique de l'invention, la brique se présente sous la forme d'au moins deux tronçons réunis entre eux par le tissu chauffant, l'ensemble étant renforcé une lamelle adhésive en matière synthétique pour faciliter l'articulation des tronçons et assurer la résistance mécanique de l'ensemble. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, chaque élément chauffant est maintenu en place à l'aide de moyens d'accrochage ou de fixation. Selon une autre caractéristique de l'invention, le tissu chauffant est maintenu à une température basse de l'ordre de 15 125 C. Un tout premier avantage du dispositif selon l'invention réside dans l'absence de modification de la structure originelle du radiateur ni de l'installation de chauffage elle-même. 20 Un autre avantage réside dans la transformation d'une installation fonctionnant en mono-énergie en une installation fonctionnant en bi-énergie et ce pour un coût abordable. Un autre avantage réside dans le fait que les deux sources caloriques peuvent fonctionner indépendamment l'une 25 de l'autre permettant à l'utilisateur de choisir le mode de fonctionnement du radiateur le plus approprié. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des 30 dessins dans lesquels : - la figure 1 représente une coupe de l'élément chauffant, - la figure 2 représente en coupe une variante de réalisation de l'élément chauffant, 35 - la figure 3 représente une vue en perspective d'un élément de radiateur, et - la figure 4 représente une vue du radiateur équipé d'éléments chauffants. Une installation de chauffage du type classique au fioul, au bois ou au gaz naturel, comporte un certain nombre de radiateurs reliés à une chaudière permettant la circulation d'un fluide caloporteur dans ces radiateurs. Ces radiateurs comportent traditionnellement un certain nombre d'espaces libres en leur sein et l'invention propose d'utiliser avantageusement ces espaces afin créer une autre source de chauffage supplémentaire afin d'augmenter les possibilités d'utilisation et, ce, sans modification de la structure originelle du radiateur. Il va de soi que l'invention permet à l'utilisateur de disposer soit de l'énergie de la chaudière, soit de l'énergie électrique, soit des deux énergies simultanément ou encore soit l'une en complément de l'autre. Ainsi, l'utilisateur dispose d'une installation de chauffage central monoénergie transformée de façon simple en bi-énergie pour un coût de transformation très abordable tout en offrant la possibilité d'utiliser la chaudière pour l'eau chaude sanitaire et tout en utilisant les nouvelles fonctions de chauffage électrique des radiateurs. Cette bi- fonctionnalité du radiateur selon l'invention permet à l'utilisateur de parer à une potentielle pénurie d'une des deux énergies disponibles. En dehors de la période de chauffage, on comprend que la production d'eau chaude sanitaire n'est pas perturbée et est 25 toujours active au moyen de la chaudière. Sur la figure 1, on a représenté en coupe un élément de chauffage 1 constitué d'une brique 2 sur une face de laquelle est appliqué un tissu chauffant 3 par collage. La brique 2 est par exemple une brique en aluminium ou un matériau 30 équivalent. Le tissu chauffant 3 est de type connu et comporte un limiteur de température 4, un moyen 5 de jonction et de connexion vulcanisée souple et une liaison électrique 6 les reliant à une alimentation électrique non représentée. Le tissu chauffant 3 permet de respecter et satisfaire les tests 35 de qualification imposés dans ce secteur technique, apportant aux utilisateurs une sécurité certaine. La forme de la brique est adaptée pour qu'elle s'adapte dans les espaces libres du radiateur. Sur la figure 2, on a représenté une variante de réalisation de l'élément de chauffage 1 dans laquelle la brique 2 est constituée de trois parties 2a, 2b et 2c. Ces trois parties sont mentionnées à titre indicatif et il va de soi que ce nombre peut varier selon le type de radiateur et la disposition des espaces libres du radiateur. Ces trois parties sont assemblées à l'aide du tissu chauffant 3 et d'une lamelle 7 en matière synthétique, par exemple de plastique souple, permettant une articulation entre ces parties, leur jonction et leur blocage. Cette lamelle est clipsée sur l'ensemble par une collerette 9. La lamelle 7 permet aussi d'éviter la tension verticale sur l'ensemble des parties 2a-2c une fois la brique mise en place. On a également représenté un élément d'accrochage 8 permettant la connexion de l'élément chauffant avec le radiateur comme expliqué ci-après. Cet élément 8 est soit fixé sur la brique soit sur la lamelle 7. Il va de soi que les dimensions de l'élément chauffant 1 peuvent être variables et adaptées en fonction du modèle de radiateur. La puissance du tissu chauffant est également adaptée à la capacité de dissipation calorifique moyenne de l'ensemble formé par l'assemblage en respectant un Delta T moyen de 40 C, représentant la différence entre la température ambiante et la température de surface du radiateur. Sur la figure 3, on a représenté un élément 10 de radiateur classique en aluminium constitué d'une paroi avant 11, d'une paroi arrière 12, d'un corps de chauffe 13 et des ailettes 14 reliées au corps de chauffe. Lors de la réalisation du radiateur, on assemble entre eux un nombre d'éléments 10 suivant les dimensions choisies. On comprend que les différentes parties du radiateur laissent un certain nombre d'espaces libres formant cheminée naturelle, soit entre les ailettes 14, soit entre la paroi avant 11 et l'ailette adjacente, soit entre la paroi arrière 12 et l'ailette adjacente. Ce sont ces espaces libres qui vont être mis à profit pour réaliser le dispositif de chauffage selon l'invention. Sur la figure 4, on a représenté un radiateur 15 constitué des éléments 10a-10e muni de part et d'autre des caches 16a et 16b. Ce radiateur 15 est représenté équipé des éléments chauffant 17-19 qui ont été insérés dans les espaces libres 20a-20c côté paroi arrière 12. En fonction de la puissance de chauffage à produire, on insère un nombre variable d'éléments chauffants nécessaires à cette puissance en respectant le Delta T donné par le constructeur du radiateur. Chaque élément chauffant 17-19 est fixé au radiateur 15 par des fixations diverses telles des boulons, des rivets ou des crochets, le tissu chauffant 3 étant orienté vers le coeur du radiateur, c'est-à-dire vers le corps de chauffe 13 pour la diffusion du rayonnement infrarouge. Ainsi, la chaleur produite par effet Joule par un élément chauffant 17-19 se dissipe dans deux directions et par deux effets différents. D'une part, la chaleur est dissipée par conduction dans le corps massif en aluminium constitué par la brique 2 et d'autre part, la chaleur est transmise par rayonnement dans le corps 13 central du radiateur 15. L'ensemble de ces deux effets de transmission de la chaleur permet de dissiper uniformément et lentement la chaleur produite dans toute l'ossature du radiateur. Il n'est pas nécessaire d'équiper tous les éléments chauffants 17-19 d'un limiteur de température 4, car on peut se contenter de ne prévoir d'un unique limiteur de température qui est calibré à réarmement automatique qui assure le contrôle de la température de sécurité de tous les éléments chauffants. Cette sécurité permet de prévenir tous risques d'empêchement de dissipation thermique dans le cas d'un recouvrement du radiateur mais aussi de respecter les normes applicables. L'ensemble des éléments chauffants 17-19 peut être raccordé à un boîtier 21, raccordé à l'alimentation électrique du local, permettant de contrôler la température du local et d'effectuer la mise sous tension ou hors tension de chaque élément chauffant en respect d'un point de consigne réglable par l'utilisateur, par exemple entre 8 et 30 C. Le boîtier peut en outre comprendre une carte électronique programmable pour effectuer des cycles de fonctionnement horaire en mode ECO ou CONFORT de manière automatique. La température de chaque élément chauffant 17-19 est d'environ 125 C avec une durée de montée en température d'environ 10 mn. Couplés intimement à la masse du radiateur par leur grande surface d'échange, les éléments chauffants induisent une fois le radiateur en charge une inertie thermique (effet eutectique) permettant une lente baisse de température d'environ 2 C par minute pour 20 C de confort et +5 C en extérieur. Ainsi, la surface d'échange du radiateur dissipe lentement la charge thermique de l'ensemble corps-éléments chauffants permettant d'obtenir une température de sécurité maximum à la surface du radiateur d'environ 55 C. On a calculé qu'avec le radiateur selon l'invention pour 10 mn de consommation d'énergie électrique on induit une charge eutectique assurant le chauffage pendant 30 mn de décharge sans aucune consommation d'énergie. L'invention engendre donc un effet de lissage thermique de la température de confort ainsi qu'une limitation des appels de courant électrique. On a schématisé sur la figure 4 l'introduction d'un élément chauffant 22 dont la structure a été décrite en relation avec la figure 2. Cette réalisation articulée permet d'introduire les éléments chauffants 1 dans le radiateur sans le séparer de son support. En effet, les radiateurs sont généralement montés à une distance de l'ordre de 12 à 20 cm du sol. Dans cet exemple, l'élément chauffant 1 présente une longueur totale de l'ordre de 38 cm divisée en trois parties de l'ordre de 19 cm de longueur. Il est alors possible d'introduire l'élément chauffant en passant dans la hauteur libre comprise entre le sol et le bas du radiateur à l'aide d'un câble 23 équipé d'une poignée 24 pour le remonter vers le haut. Une fois en position l'élément chauffant 22 est clipsé sur le bord supérieur des ailettes du radiateur à l'aide d'un crochet. Le montage reste alors invisible vu de l'extérieur du radiateur. Ainsi, sans travaux ni modifications, il est possible d'équiper des radiateurs de chauffage central pour un fonctionnement par effet Joule. Avec une limitation de la température de la résistance à 125 C, la consommation en énergie est réduite par limitation des effets de convection, apportant une meilleure répartition de la chaleur dans le local chauffé et un plus grand confort. Les éléments chauffants peuvent être fournis sous forme de kit pour chaque type de radiateur, ce qui permet de Io modifier toutes les installations de chauffage central. On notera que le tissu chauffant utilisé dans l'invention engendre deux actions par ses deux faces. La face du tissu collée sur la brique apporte environ 60% de l'énergie par conduction. Mais compte tenu de la masse de la brique et de 15 l'inertie de celle-ci, le niveau de température en partie arrière du tissu augmente plus vite que sur la brique. Il se produit alors un effet retour qui augmente le niveau de température extérieur du tissu, lequel dissipe alors la chaleur par infrarouge qui va induire un effet eutectique 20 dans la masse du radiateur. REVENDICATIONS 1. Dispositif de chauffage constitué d'un radiateur (15) et d'un élément chauffant (1, 17-18), le radiateur délimitant notamment entre sa paroi arrière (12), sa partie centrale (13) intégrant un collecteur pour fluide caloporteur et sa paroi avant (11) un ou plusieurs espaces libres (20a-20c), caractérisé en ce qu'il comprend un élément chauffant inséré dans au moins un espace libre, l'élément chauffant (1, 17-19) étant constitué d'au moins une brique métallique (2) sur Io laquelle est appliqué un tissu chauffant (3). 2. Dispositif de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la brique métallique (2) est en aluminium et le tissu chauffant (3) est appliqué par collage sur la brique. 15 3. Dispositif de chauffage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la brique (2) se présente sous la forme d'au moins deux tronçons réunis entre eux par le tissu chauffant, l'ensemble étant renforcé une lamelle (7) en matière synthétique pour faciliter l'articulation des 20 tronçons et assurer la résistance mécanique de l'ensemble. 4. Dispositif de chauffage selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque élément (1) chauffant est maintenu en place dans le radiateur à l'aide de moyens d'accrochage (8). 25 5. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tissu chauffant (3) est maintenu à une température basse de l'ordre de 125 C.