Brevet FR2897675A1 — publié le 20070824

La présente invention concerne un radiateur sèche-serviettes de type échelle, pour le séchage de serviettes et le chauffage simultané de l'air ambiant, ainsi que son utilisation notamment dans les salles de bain. Pour le séchage du linge tels que des gants de toilette, serviettes, draps de bain, dans les salles de bain par exemple, les radiateurs rayonnants sont généralement 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 du linge et le chauffage de la pièce, sans que cette dernière fonction soit réalisée de façon optimale puisque les serviettes créent des obstacles au rayonnement en façade du radiateur. En outre le séchage du linge n'est pas non plus optimal, car seule la serviette la plus proche de l'élément chauffant sèche efficacement. Des convecteurs soufflants, de forte puissance, munis eux aussi de barres porte-serviettes, sont aussi utilisés, mais ces appareils sont plutôt employés en appoint. Pour un moindre encombrement, et pour un meilleur séchage et chauffage des serviettes, différents types d'appareils chauffants en forme d'échelle ont été conçus. Selon un premier type connu, il s'agit d'appareils à fluide caloporteur pour lesquels le fluide circule à l'intérieur d'un ou de plusieurs tubes collecteurs verticaux et d'une pluralité de barreaux horizontaux sur lesquels peuvent être posées directement les serviettes par exemple. Selon un deuxième type connu et décrit dans le brevet EP-B-O 859 837, les barreaux chauffants sont constitués d'un corps de chauffe, tel qu'une résistance, noyé dans un matériau polymère. Cependant, lorsque du linge recouvre ces barreaux, et ceci d'autant plus lorsque plusieurs serviettes y sont superposées, la fonction de chauffage de l'air ambiant ûsalle de bain par exempleû est nettement dégradée, puisque ce linge empêche l'échange thermique entre l'appareil et l'air de la pièce. En outre, quelle que soit la nature de la source de chauffage utilisée (électrique ou à fluide caloporteur), lorsque du linge recouvre la majeure partie de la surface chauffante de l'appareil, la température sous le linge augmente. Si, pour des raisons de sécurité, I"appareil est équipé d'un limiteur thermique, ce dernier coupe l'alimentation électrique quand la température sous le linge atteint ou dépasse une certaine température-seuil ; la fonction chauffage est alors interrompue prématurément, puis se remet en marche lorsque la température a chuté. On a ainsi un chauffage discontinu, où les périodes de chauffage à plein régime succèdent à des périodes d'arrêt total. Cependant, pour des raisons évidentes de sécurité, il n'est pas possible d'augmenter la température-seuil du limiteur thermique placé sous les serviettes. Afin d'améliorer la fonction de chauffage de la pièce, une solution est de fixer des éléments chauffants de type ventilateurs, à commande séparée, sur les radiateurs sèche-serviettes classiques. Cependant, ces blocs ventilateurs sont bruyants, peu esthétiques et créent en outre une consommation énergétique supplémentaire importante (par exemple 1000 W), nécessitant dans certains cas un dimensionnement supérieur de l'installation électrique de la pièce. Selon une autre solution pour améliorer la fonction chauffage de la pièce, et en particulier permettre d'évacuer plus rapidement les calories apportées par l'appareil de chauffage vers la pièce, salle de bain par exemple, il a été proposé récemment des éléments chauffants comportant des évacuations latérales de l'air réchauffé, soit au moyen de sorties d'air ménagées dans les parois d'extrémité verticales de l'enveloppe du convecteur (FR-A-2 847 662 et FR-A-2 868 518), soit au moyen d'une forme particulière de l'élément chauffant telle qu'une lame chauffante recourbée au niveau de sa partie supérieure, définissant un espace ouvert latéralement, sur toute la hauteur de l'élément chauffant (FR-A-2 858 048). Ces formes particulières des éléments chauffants présentent cependant l'inconvénient d'être de fabrication plus coûteuse que les éléments standards. En outre, un inconvénient commun aux appareils actuels aussi bien qu'aux appareils décrits dans les documents FR-A-2 847 662, FR-A-2 868 518, et FR-A-2 858 048 est l'impossibilité de chauffer et sécher les serviettes convenablement en mode de fonctionnement normal (non forcé) si la température d'ambiance de la pièce est naturellement élevée, c'est-à-dire lorsque l'appareil fonctionne à faible taux de marche. En effet, la marche de ces appareils étant régulée par rapport à la température d'ambiance de la pièce : si cette température d'ambiance est élevée, le taux de marche de l'appareil est faible et les serviettes ne sont pratiquement pas chauffées. Un but de l'invention est donc de palier les inconvénients précités en proposant un appareil de chauffage de construction simple, qui permette simultanément de chauffer l'air ambiant et de sécher, de manière continue, le linge le recouvrant, quel que soit le taux de marche de l'appareil, c'est-à-dire quelque soit la température de l'air ambiant de la pièce, et sans faire appel à des éléments chauffants de type ventilateur. A cet effet, la présente invention propose un radiateur sèche-serviettes de type échelle, comportant au moins une première zone chauffante destinée à recevoir des serviettes, incluant une source de chaleur constituée d'au moins deux modules chauffants, espacés l'un de l'autre et fixés sur un ou plusieurs montants sensiblement verticaux, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une seconde zone chauffante, non destinée à être recouverte par les serviettes, incluant une source de chaleur distincte de la source de chaleur de ladite première zone et destinée à chauffer l'air ambiant par convection naturelle ou par rayonnement, et en ce que le fonctionnement des sources de chaleur des première et seconde zones chauffantes est commandé par un dispositif de commande unique. Ainsi, il est possible avec un seul radiateur, de construction simple, et donc avec un moindre encombrement, de chauffer à la fois l'air de la pièce et les serviettes, de manière continue et économique. Aucun chauffage d'appoint n'est en effet nécessaire pour chauffer la pièce, la puissance totale du radiateur n'est donc pas augmentée par rapport à un radiateur sèche-serviettes classique. Par dispositif de commande, on entend ici l'ensemble des éléments tels que le thermostat, la carte électronique de commande et la ou les sondes, tous interconnectés, même s'ils sont placés à des endroits différents sur le radiateur. De manière avantageuse, le dispositif de commande peut comprendre un seul thermostat et une seule sonde de température, disposée généralement en partie basse de l'appareil de chauffage. Cette sonde de température peut être indifféremment disposée à proximité de la première ou de la seconde zone chauffante. L'utilisateur règle, selon son souhait, le mode de marche, et éventuellement les consignes de température, de manière distincte pour chacune des zones chauffantes. Ce mode de fonctionnement permet en particulier à la loi de commande du radiateur de privilégier le fonctionnement de la première zone chauffante, c'est-àdire le séchage et chauffage des serviettes. Ainsi, lorsque la température ambiante de la pièce est élevée, la source de chaleur de la seconde zone (celle servant au chauffage de l'air ambiant) peut être désactivée ou mise en veille (de manière automatique ou manuelle), et le fonctionnement de la source de chaleur de la première zone, recevant les serviettes, maintenu pour chauffer et sécher les serviettes, sans que son fonctionnement puisse avoir un impact significatif sur la température de la pièce. Le radiateur selon l'invention permet donc de chauffer le linge ou les serviettes, disposées sur la première zone chauffante, en chauffant (ou en choisissant volontairement de ne pas chauffer) la pièce, en utilisant un seul dispositif de commande. La première zone chauffante peut être constituée d'une pluralité de modules chauffants comprenant des barres chauffantes, des lames chauffantes, et/ou des caissons chauffants superposés et espacés les uns des autres. De préférence, la seconde zone chauffante comprend le ou les montant(s) sur le(s)quel(s) sont fixés les modules chauffants de la première zone chauffante. S'il y a plusieurs montants, la surface et la puissance de cette seconde partie chauffante peuvent être réparties sur l'ensemble de ces montants. Tout type de source chauffante ou toute combinaison de deux sources chauffantes ou plus, peut être utilisée dans un tel appareil. Les sources de chaleur des première et seconde zones chauffantes peut être choisie parmi les sources suivantes : résistance moulée dans un matériau polymère, panneau rayonnant, élément chauffant à convection naturelle, résistance plongée dans un fluide caloporteur ou fluide caloporteur issu d'une installation de chauffage central avec chaudière. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les sources de chaleur des première et seconde zones chauffantes sont de même nature, par exemple soit de type électrique, soit à fluide caloporteur. Dans le cas où ces deux parties sont de même nature, il est possible, selon une première variante, d'avoir par exemple, la première zone chauffante située sous le linge, formée d'une résistance moulée dans un polymère, et la seconde zone fonctionnant également avec une résistance électrique, telle qu'une résistance moulée dans un polymère, un élément chauffant de type convecteur, ou un panneau rayonnant, ou bien l'association de plusieurs d'entre eux. Pour les éléments chauffants de type convecteur, la sortie d'air chaud peut être avantageusement latérale ou frontale. Selon une seconde variante, les deux zones chauffantes peuvent utiliser la technologie dite "fluide", c'est-à-dire à fluide caloporteur, tout en constituant des parties distinctes, c'est-à-dire comportant chacune une alimentation et un chauffage du fluide. Selon un second mode de réalisation de l'invention, les sources de chaleur des première et seconde zones chauffantes sont de nature différente, c'est-à-dire l'une de type électrique, l'autre à fluide caloporteur. Dans ce mode de réalisation, on utilise les avantages des deux types de technologies précitées, "fluide" et "électrique", en les combinant. Selon une variante préférée, il est possible que la première partie soit du type "électrique", à résistance moulée dans un polymère, et la seconde partie de type "fluide" en étant, par exemple, reliée au circuit du chauffage central de l'habitation. Il est apparu avantageux que la seconde zone chauffante présente une surface extérieure totale inférieure et une puissance totale supérieure à celles de la première zone chauffante. Le radiateur selon la présente invention trouve une utilisation intéressante pour le séchage des serviettes et le chauffage simultané de l'air ambiant, notamment d'une salle de bain ou d'un vestiaire. L'invention sera mieux comprise à la lecture des exemples illustratifs ci-après en référence aux figures dans lesquelles : les figures 1 a et 1 b représentent des vues de face schématiques d'un appareil de chauffage selon l'invention ; la figure 2 représente une vue de face d'un appareil de chauffage selon une première variante du premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 3 représente une vue de dessus de l'appareil de la figure 2 ; la figure 4 représente une coupe horizontale schématique d'un autre appareil de chauffage selon une première variante du premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 5 représente une coupe horizontale schématique d'encore un autre appareil de chauffage selon une première variante du premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 6 représente une vue en coupe horizontale schématique d'un appareil de chauffage selon une seconde variante du premier mode de réalisation de l'invention ; 25 30 la figure 7 représente une vue en coupe horizontale schématique d'un appareil de chauffage selon le second mode de réalisation de l'invention. la figure 8 représente une vue de face d'un appareil de chauffage selon le premier mode de réalisation de l'invention. Exemple 1 Les figures 1 a et 1 b illustrent de façon schématique des appareils de chauffage sèche-serviettes de type échelle conformes à l'invention. La première zone chauffante 1 servant de support de serviettes peut être sous la forme de tubes 3 ou barres, de lames 4 ou de caissons 5 comme schématisé sur les figures 1 a et 1 b, ou comporter plusieurs types différents de support parmi ceux-ci. Ces supports 3, 4, 5 sont fixés, par leur extrémité, sur un ou deux montants 2, 2a, 2b. Ce ou ces montant(s) constitue(nt) la seconde zone chauffante de l'appareil de chauffage selon l'invention. Dans le cas de la figure 1 b, ce montant 2 est large et de préférence son sommet est à pan coupé pour éviter d'y accrocher ou déposer des serviettes ou du linge, qui viendraient faire écran entre la seconde zone chauffante et l'air ambiant. Dans le cas de la figure 1 a, les tubes 3, lames 4 ou caissons 5 sont fixés à leurs deux extrémités d'une part à un premier montant 2b large et à l'autre extrémité à un montant 2a plus étroit. Le montant 2b fait partie de la seconde zone chauffante, le montant 2a peut être soit chauffant soit servir uniquement de fixation aux barres 3, lames 4 ou caissons 5. Ces barres, lames ou caissons sont espacés pour servir de supports multiples aux serviettes qu'ils viennent chauffer par contact direct. Exemple 2 Le radiateur est illustré par la figure 2 (vue de face) et la figure 3 (vue en coupe). II comprend douze lames 3 groupées par trois et sont fixées à une de leurs extrémités à un montant vertical large constituant la deuxième zone chauffante 2. Ces 30 douze lames sont constituées de résistances 7 chauffantes noyées dans un matériau polymère et forment la première zone chauffante 1.25 Le montant vertical 2 qui est creux et renferme une résistance électrique 11 joue le rôle d'un convecteur avec une sortie d'air via de multiples orifices en façade ici en forme de petits carrés 6. Ce montant unique constitue la seconde zone chauffante 2. A titre d'exemple, un radiateur de ce type de 1,15 m de hauteur et de 56 cm de large présente, avec des lames de l'ordre de 7 cm de haut, une surface S1 correspondant à la première zone de chauffage égale à 0,85 m2 environ et la seconde zone de chauffage S2 une surface voisine de 0,53 m2. La puissance totale du radiateur (750 W) est répartie selon une première zone à pl = 350 W et une seconde zone à P2 = 400 W. Un tel radiateur permet le chauffage d'une pièce ou salle de bain de 7 m2 avec une hauteur de plafond de 2,5 m. Exemple 3 Dans cet exemple illustré par la figure 4 (vue en coupe), la première zone de chauffage ainsi que la seconde zone de chauffage sont constituées par des résistances 7 noyées dans un matériau polymère. Les deux sources de chauffage sont donc identiques mais la partie correspondant à la seconde zone de chauffage 2 est disposée à l'arrière et constitue également le mât support de fixation de la première zone de chauffage 1. Une forme appropriée du sommet de cette deuxième zone (par exemple comme visible sur les figures 1 a et 1 b) permet d'éviter d'y reposer des serviettes qui viendraient atténuer la fonction de chauffage de la pièce. Exemple 4 Dans cet exemple illustré par la figure 5, la première zone de chauffage 1 possède, comme dans l'exemple précédent, une source de chauffage constituée d'une résistance 7 noyée dans un matériau polymère, par contre la seconde zone de chauffage 2 est constituée d'un montant creux dans lequel est logée une résistance 9 permettant le chauffage de l'air. L'air chauffé peut s'évacuer en face latérale arrière de ce montant creux. Si nécessaire, pour compléter le chauffage de l'air ambiant, on peut adjoindre à cet appareil de chauffage une autre partie 2c tel qu'un film chauffant venant s'appliquer à la fois sur le montant vertical et sur l'extrémité de fixation des lames ou caissons de la première zone de chauffage 1. La sortie d'air latérale 10 du mât chauffant peut être ménagée sur toute la hauteur de ce mât. Exemple 5 Cet exemple est illustré par la figure 6. Dans ce cas le radiateur est du type "fluide" c'est-à-dire à fluide caloporteur circulant dans la première zone de chauffage. Une partie distincte permet dans la seconde zone de chauffage 2 de faire également circuler un fluide caloporteur. Chacune des zones 1 et 2 chauffantes possède ainsi sa source de chaleur. Exemple 6 Dans cet exemple illustré par la figure 7, est présenté un appareil mixte incluant pour la première zone de chauffage une résistance noyée dans un polymère et, pour la seconde zone de chauffage un fluide caloporteur circulant dans les montants 8. Exemple 7 et exemples comparatifs Le radiateur présenté dans la figure 8 est de type échelle à deux mâts identiques 2a, 2b sur et entre lesquels sont fixés cinq caissons chauffants 5 identiques, superposés, espacés les uns des autres. Ces caissons chauffants incluent chacun une 20 résistance moulée dans un polymère conformément à EP-B-859 837. La hauteur du radiateur est de 1,50 m, les dimensions des caissons sont de 500 x 250 mm environ. La largeur totale du radiateur est de 550 mm environ. Il présente une puissance totale de 750 W. Dans une telle configuration, selon les exemples comparatifs, l'appareil 25 présenté est conforme aux radiateurs de type échelle selon l'art antérieur, à savoir avec une seule zone chauffante constituée exclusivement par les caissons 5 chauffants en partie centrale du radiateur. Les caissons présentent chacun une puissance de 150 W, les mâts 2a, 2b ne sont pas chauffants. Selon l'exemple comparatif 1, les caissons incluent chacun une résistance 30 moulée dans un polymère, conformément à EP-B-859 837. 15 Selon l'exemple comparatif 2, afin de favoriser le chauffage de la pièce, les caissons sont des convecteurs du type à sortie d'air latérale conformément à FR-A-2 847 662. Avec la même configuration, selon l'exemple 7 conforme à l'invention, l'appareil présente deux zones chauffantes distinctes, constituées : pour la première zone chauffante 1 de cinq caissons chauffants 5 de puissance chacune égale à 70 W (soit une puissance P, = 350 W) (par exemple du type incluant chacun une résistance moulée dans un polymère selon EP-B-859 837), et pour la seconde zone chauffante 2 de deux mâts 2a, 2b cylindriques creux ouverts latéralement selon une fente longitudinale s'étendant sur la majeure partie de la hauteur du mât (c'est-à-dire présentant une section approximativement en forme d'un C), renfermant une résistance électrique et jouant le rôle d'un convecteur. La puissance de chacun des mâts chauffants est de 200 W, soit une puissance P2 de la seconde zone chauffante égale à 400 W. A titre de comparaison, on a placé trois draps de bain sur la partie centrale des caissons 5, sur des radiateurs de dimensions identiques, et de puissance totale identique, disposés chacun dans une salle de bain de 19 m3 (7,5 m2 x 2,5 m sous plafond). Les températures de la pièce et des serviettes ont été mesurées, à différents taux de marche, c'est-à-dire en fonction des températures extérieures de la pièce testée allant de -10 C à +15 C (correspondant à des situations de climat très froid à assez chaud). Les résultats sont regroupés dans le tableau 1. (Par taux de marche on entend ici le pourcentage de durée de fonctionnement sur un temps donné, exemple 1 heure). Dans l'exemple comparatif 1, le radiateur possède comme source de chauffage uniquement les caissons 5. Les draps de bain recouvrent ces caissons et empêchent la diffusion des calories vers l'air de la pièce, en conséquence lorsque le climat extérieur est froid et très froid il est impossible de chauffer correctement la pièce, une température de 24 C ne peut pas être atteinte car le limiteur coupe fréquemment la température sous les serviettes dès qu'elle devient trop élevée. Dans le cas de l'exemple comparatif 2, la température de la pièce quel que soit le taux de marche global est correct et reste à 24 C, en effet le limiteur ne coupe jamais car la température sous les serviettes est acceptable même à fort taux de marche puisque l'air chaud sort des caissons et permet de chauffer la pièce. Cependant la marche des éléments chauffants étant régulée selon la température de la pièce, lorsque celle-ci est élevée (par exemple en été), le taux de marche global est très faible et les serviettes ne sont presque pas chauffées. Avec un radiateur conforme à la présente invention (exemple 7), on dispose d'une seconde zone chauffante constituée par les mâts 2a, 2b. En situation de climat extérieur très froid, la première zone chauffante sèche les serviettes et la seconde zone chauffante chauffe la pièce. On a des résultats conformes à ceux de l'exemple comparatif 2 sans avoir besoin de prévoir des caissons munis de sorties d'air en direction de la pièce. En situation de climat extérieur assez chaud (+ 15 C), on peut mettre en fonctionnement uniquement la première zone de chauffage. Dans ce cas pour un taux de marche global de 20 % : on a, par exemple, 0 % pour la seconde zone chauffante et 40 % pour la première zone chauffante. Seuls les caissons chauffants dédiés au séchage des serviettes fonctionnent. La température ambiante de la pièce est alors peu influencée car l'essentiel de l'énergie va directement sous les serviettes, les serviettes sont donc chaudes (50 C). La source de chaleur des caissons a fonctionné approximativement deux fois plus longtemps pour une même puissance globale, que pour l'exemple comparatif 2. Les résultats du tableau 1 montrent clairement que pour une même puissance totale du radiateur et un même taux de marche global, les serviettes sont mieux chauffées avec le radiateur selon l'invention qu'avec celui de l'exemple comparatif 2. Ce résultat est en particulier très net à faible taux de marche. Tableau 1 Taux de marche 20 % 50 % 80 % 100 % I Climat ext. doux I Climat ext. froid Climat ext. très froid Climat ext. assez (5 C) (-5 C) (-10 C) chaud (15 C) une seule zone Température de la pièce 24 20 19 19 chauffante ( C) (ex. comparatif 1) une seule zone Température de la pièce 24 24 24 24 chauffante ( C) (ex. comparatif 2) Température des 30 40 60 65 serviettes ( C) .... .......... . deux zones Température de la pièce 24 24 24 24 chauffantes ( C) (exemple 7) Température des 50 60 60 65 serviettes ( C) REVENDICATIONS 1. Radiateur sèche-serviettes de type échelle, comportant au moins une première zone chauffante destinée à recevoir des serviettes, incluant une source de chaleur constituée d'au moins deux modules chauffants (3, 4, 5), espacés l'un de l'autre et fixés sur un ou plusieurs montants (2a, 2b) sensiblement verticaux, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une seconde zone chauffante, non destinée à être recouverte par les serviettes, incluant une source de chaleur distincte de la source de chaleur de ladite première zone (1) et destinée à chauffer l'air ambiant par convection naturelle ou par rayonnement, et en ce que le fonctionnement des sources de chaleur des première (1) et seconde (2) zones chauffantes est commandé par un dispositif de commande unique. 2. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde zone (2) chauffante comprend le ou les montant(s) (2a, 2b) sur le(s)quel(s) sont fixés les modules chauffants (3, 4, 5) de la première zone (1) chauffante. 3. Radiateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sources de chaleur des première (1) et seconde (2) zones chauffantes sont choisies parmi les sources suivantes : résistance (7) moulée dans un matériau polymère, panneau rayonnant, élément chauffant à convection naturelle, résistance plongée dans un fluide caloporteur, ou fluide caloporteur issu d'une installation de chauffage central avec chaudière. 4. Radiateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sources de chaleur des première (1) et seconde (2) zones chauffantes sont de même nature, soit de type électrique, soit à fluide caloporteur. 5. Radiateur selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les sources de chaleur des première et seconde zones chauffantes sont de nature différente, l'une de type électrique, l'autre à fluide caloporteur. 6. Radiateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la seconde zone (2) chauffante présente une surface extérieure totale inférieure et une puissance totale supérieure à celles de la première zone (1) chauffante. 12 7. Utilisation du radiateur selon l'une quelconque des revendications précédentes pour le séchage des serviettes et le chauffage simultané de l'air ambiant, notamment d'une salle de bain ou d'un vestiaire.