Brevet FR2908261A1 — publié le 20080509

La présente invention concerne des panneaux chauffants pour radiateurs électriques et les radiateurs électriques comportant au moins un tel panneau chauffant. On connaît des radiateurs électriques constitués de panneaux chauffants en verre. Par exemple le brevet FR 2 789 879 décrit un radiateur sèche-serviettes composé d'un panneau de face avant en verre trempé à l'arrière duquel est collé un élément chauffant en plaque multicouches incorporant un circuit résistif et un deuxième panneau en verre trempé collé à l'arrière. Les faces externes de la plaque multicouches sont autoadhésives à froid. II s'agit donc d'un ensemble formant un radiateur très compact puisque l'élément chauffant est collé aux parois avant et arrière. Un tel appareil présente l'inconvénient de chauffer à la fois la paroi avant et la paroi arrière du panneau chauffant et donc en même temps la façade du radiateur, et à l'arrière, le mur auprès duquel il est apposé. En outre, dans un tel agencement les plaques peuvent se rompre lorsqu'elles sont soumises à des dilatations différentielles importantes. On connaît également du document FR 2 731 311 des éléments de chauffage transparents comportant un corps de chauffe formé d'au moins une plaque de verre trempé recouverte d'une couche mince électro-conductrice. Des plaques transparentes complémentaires sont disposées de part et d'autre du corps de chauffe en vue d'assurer l'isolation électrique et de contrôler le transfert thermique vers l'environnement. A cet effet, les plaques complémentaires verticales sont munies par exemple d'une couche réfléchissant l'infrarouge et sont écartées du corps de chauffe pour permettre le réchauffement, la circulation et l'évacuation de l'air intercalaire par convection, et permettre ainsi la réalisation d'un convecteur mural. En vue de leur assemblage, chacune des plaques est perforée aux quatre coins et assemblée au moyen de vis associées à des bagues jouant le rôle d'entretoises d'écartement. Un tel panneau chauffant présente un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord il est relativement fragile mécaniquement. Pour améliorer sa résistance aux chocs lors du transport, montage etc... il est nécessaire d'augmenter l'épaisseur des différentes couches ce qui pose alors 2908261 2 des problèmes de diffusion thermique insuffisante ainsi que des problèmes de poids. Par ailleurs, les plaques sont écartées les unes des autres pour assurer la convection de l'air intercalaire et son évacuation en partie supérieure, la couche résistive n'est donc pas totalement isolée électriquement. En outre dans 5 un environnement à forte hygrométrie (salles de bain, piscines, par exemple) l'élément chauffant peut être rapidement dégradé par l'humidité. La présente invention a donc pour but de pallier les inconvénients précités en proposant un panneau chauffant pour radiateur électrique comprenant une plaque avant et une plaque arrière, formant respectivement les 10 parois avant et arrière du panneau, entre lesquelles est disposé un élément chauffant connecté à une alimentation électrique, la plaque avant étant en verre, qui est caractérisé en ce que l'élément chauffant est appliqué sur la face interne de la plaque avant, en ce que les deux plaques sont écartées l'une de l'autre afin de ménager un espace isolant entre l'élément chauffant et la plaque 15 arrière et en ce qu'un joint est disposé à la périphérie du panneau chauffant pour assurer l'étanchéité entre les plaques avant et arrière. L'espace isolant ménagé entre l'élément chauffant et la plaque arrière permet de diriger préférentiellement le flux de chaleur vers l'avant du panneau chauffant. Le joint périphérique assure une étanchéité totale de la partie interne 20 du panneau chauffant, à la fois en vue d'une sécurité électrique et d'une étanchéité vis-à-vis de l'humidité. L'élément chauffant est avantageusement une couche mince appliquée sur la face interne de la plaque avant. Plusieurs variantes peuvent être envisagées pour ladite couche mince. 25 Selon une première variante de l'invention, la couche mince est un film chauffant du type à fils métalliques insérés dans un film polymère, appliqué par collage sur la face interne de la plaque avant, en verre. Selon une deuxième variante de l'invention, la couche mince est une couche résistive électro-conductrice à base d'oxyde métallique, déposée sur la 30 face interne de la plaque avant, ladite couche électro-conductrice constituant l'élément chauffant. A cet effet, la paroi avant peut être une plaque en verre 2908261 3 trempé. L'élément chauffant peut être réalisé sous la forme d'une couche résistive électro-conductrice unique ou de bandes résistives électroconductrices disposées en série, ces bandes résistives pouvant être de largeurs différentes les unes des autres. 5 Le positionnement de l'élément chauffant collé ou déposé directement sur la plaque avant en verre présente l'avantage de favoriser la diffusion directe de la chaleur au travers de la plaque de verre, en direction de la façade du radiateur. L'élément chauffant est en outre avantageusement appliqué en retrait 10 des bords latéraux de la plaque avant, le joint périphérique étant disposé entre les zones périphériques internes en vis-à-vis desdites plaques avant et arrière. Afin de conférer au panneau chauffant des propriétés esthétiques supplémentaires, la plaque arrière peut être en verre ou en matériau polymère thermodurcisable, avantageusement translucide ou transparent. 15 Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le joint est un joint en matériau polymère disposé sous la forme d'un cordon continu périphérique. Il peut s'agir d'un joint en caoutchouc ou d'un joint en polymère élastomère. Outre la fonction d'étanchéité, la présence d'un tel joint polymère souple disposé entre les deux plaques avant et arrière confère au panneau chauffant 20 une résistance mécanique aux chocs en jouant un rôle d'amortisseur, très important lorsque les deux plaques sont par exemple en verre. Un tel joint permet également de prendre en compte les contraintes thermiques telles que les dilatations différentielles entre les plaques, importantes lors du fonctionnement. 25 Selon un second mode de réalisation de l'invention, le joint est sous la forme d'un profilé périphérique servant de cadre au panneau chauffant, les bords périphériques des plaques avant et arrière étant logés dans des gorges ménagées dans ledit profilé. Le joint joue dans ce cas également le rôle d'écartement l'une de l'autre des plaques avant et arrière. 2908261 4 Dans les deux modes de réalisation ci-dessus, peuvent être prévues cependant des entretoises insérées entre la plaque avant et la plaque arrière qui sont avantageusement en matériau polymère élastomère et disposées dans les zones périphériques internes en vis-à-vis desdites plaques avant et arrière. 5 L'espace isolant est ainsi d'épaisseur uniforme entre l'élément chauffant et la plaque arrière. Les plaques avant et arrière sont de préférence planes mais il peut être prévu qu'au moins la plaque avant soit de forme cintrée. La face avant (externe) étant convexe, la face arrière (arrière) concave de cette plaque de verre reçoit 10 l'élément chauffant. La surface de la plaque avant qui constitue la façade du panneau chauffant est ainsi augmentée par rapport à la plaque arrière si cette dernière est plane. La présente invention porte également sur les radiateurs électriques comportant au moins un panneau chauffant tel que décrit ci-dessus, monté sur 15 un support. L'invention sera mieux comprise à la lecture des exemples illustratifs de différents modes de réalisation présentés ci-après dans les figures annexées, dans lesquelles : La figure 1 est une vue en coupe d'un panneau chauffant selon un 20 premier mode de réalisation de l'invention ; La figure 2 est une vue en coupe d'un panneau chauffant selon un second mode de réalisation de l'invention ; La figure 3 est une vue en coupe d'un panneau chauffant selon une variante du premier mode de réalisation de l'invention, présentant une paroi 25 cintrée ; La figure 4 est une vue en coupe d'un panneau chauffant selon une variante du second mode de réalisation de l'invention, à deux parois cintrées ; Les figures 5 et 6 sont des schémas montrant la température du panneau chauffant vu de face en fonction de la largeur de la couche résistive. 2908261 5 En se référant aux figures 1 à 4, le panneau chauffant 1 est constitué selon l'invention par une plaque avant 2, en verre, sur la face interne de laquelle est appliqué soit un film chauffant soit une couche mince résistive 3, du type dépôt d'un oxyde d'étain dopé en fluor SO2 r,: F, déposée par CVD 5 (Chemical Vapor Deposition), le verre étant ensuite recuit. Une telle couche résistive peut être appliquée sous la forme d'une couche unique ou sous forme de bandes longitudinales ou transversales disposées en série sur la plaque avant 2 en verre, afin de constituer un seul circuit résistif par panneau chauffant. 10 La couche résistive 3 est reliée à l'alimentation électrique 9 au moyen de cosses 10 soudées par l'intermédiaire d'un dépôt d'argent 16 (voir figures 5 et 6) réalisé sur la plaque avant 2, préalablement au dépôt de la couche résistive 3. En regard de la couche résistive 3 ou du film chauffant appliqué sur la 15 face interne de la plaque avant 2, en verre, est disposée une seconde plaque ici en verre, constituant la plaque arrière 4 du panneau chauffant 1, écartée de la plaque avant 2 de manière à ménager un espace 5 entre la face interne de la plaque arrière 4 et la couche résistive 3. Un joint souple est disposé entre les plaques avant 2 et arrière 4. Ce joint 6 peut être, comme représenté sur les 20 figures 1 et 3 correspondant à un premier mode de réalisation de l'invention, un cordon continu disposé à la périphérie desdites plaques, à proximité immédiate de leur tranche. Comme présenté sur les figures 1 à 4, la couche résistive 3 constituant l'élément chauffant du panneau chauffant 1 présente une surface inférieure à 25 celle de la plaque avant 2 en verre en ne recouvrant pas la totalité de la face interne de ladite plaque avant 2, mais plutôt une zone centrale de celle-ci. Une telle disposition en retrait des bords latéraux de la plaque avant 2 permet de disposer le joint 6 périphérique entre les zones périphériques internes libres en vis-à-vis des plaques avant 2 et arrière 4. Des entretoises 30 sont placées dans 30 ces mêmes zones de part et d'autre de la couche résistive 3, afin de maintenir un écartement constant entre les plaques avant 2 et arrière 4. 2908261 6 Comme présenté sur les figures 2 et 4, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, le joint 7 d'écartement souple est sous la forme d'un profilé présentant des gorges 8a et 8b longitudinales dans lesquelles viennent se loger les bords de la plaque avant 2 en verre et de la plaque arrière 4. 5 Les plaques avant 2 et arrière 4 sont ici en verre et forment respectivement la paroi avant et la paroi arrière du panneau chauffant 1. Selon une première variante, ces plaques de verre sont, comme représentées sur les figures 1 et 2, de forme plane et sont approximativement parallèles. Selon une deuxième variante, l'une des plaques de verre, par exemple la 10 plaque avant 2, peut être de forme cintrée comme représentée sur la figure 3. Dans ce cas, cette plaque avant 2 présente une surface chauffante qui est plus importante que dans la première variante (figures 1 et 2). La face avant (face externe) de la plaque 2 est convexe, la face arrière (face interne) recevant la couche résistive. La couche résistive étant d'épaisseur uniforme, l'écartement 15 entre les deux plaques de verre 2 et 4 est ainsi augmenté dans leur partie centrale. L'espace isolant est alors accru dans cette zone, favorisant encore la diffusion préférentielle de la chaleur vers la façade du panneau chauffant. Selon une autre variante présentée à la figure 4, les deux plaques peuvent être cintrées et disposées parallèlement l'une par rapport à l'autre. 20 Le joint d'écartement souple périphérique 6 ou 7 assure d'une part une étanchéité totale, à la fois du point de vue électrique et vis-à-vis de l'humidité. L'espace interne 5 ménagé entre les deux plaques avant 2 et arrière 4 est rempli d'air ou d'un gaz inerte, et constitue un espace isolant permettant un chauffage unidirectionnel vers l'avant du panneau chauffant. 25 Le matériau constituant le joint peut être avantageusement un caoutchouc ou tout autre polymère élastomère, ou être constitué d'un cordon adhésif appliqué sous la forme d'un cordon continu durcissant au séchage. La plaque arrière 4 peut être également en polymère thermodurcissable, qui peut être avantageusement translucide ou transparent, tel qu'un 30 polycarbonate ou un PMMA (polyméthyl méthacrylate). Avec ces deux types de 2908261 7 matériaux, la diffusion de la chaleur vers l'arrière du panneau chauffant est atténuée, évitant ainsi de chauffer par exemple le mur auprès duquel est apposé ledit panneau, tout en maintenant un effet de transparence. Les figures 1 à 4 présentées sont des vues en coupe du panneau 5 chauffant, elles peuvent être aussi bien des coupes verticales que des coupes horizontales. La couche résistive 3 peut être appliquée sur la face interne de la plaque avant 2 sous la forme de bandes longitudinales ou transversales disposées en série. 10 Dans ce mode de réalisation, des essais thermiques ont montré que, pour un dépôt d'épaisseur uniforme, plus la bande est étroite, plus la température en surface de la plaque de verre est élevée. Il peut donc être avantageux, pour répartir, de manière plus homogène, la température de la plaque avant 2 en verre de disposer des bandes horizontales de largeurs 15 différentes, les bandes les plus étroites se situant dans la partie basse du panneau chauffant 1, et les bandes les plus larges dans la partie haute. Une telle disposition permet de compenser l'effet de la convection naturelle de l'air dans le voisinage du panneau chauffant tendant à échauffer davantage la partie haute du panneau chauffant. Les résultats des essais thermiques présentés sur 20 les figures 5 et 6 montrent qu'une meilleure homogénéisation de la température du panneau est obtenue avec des bandes résistives de tailles différentes (bande inférieure 20 plus étroite que la bande centrale 21, elle-même plus étroite que la bande supérieure 22, cf. figure 6, par rapport à des bandes 18 et 19 de largeur identiques cf. figure 5). Les schémas présentent les 25 températures (en C) relevées dans des conditions identiques de fonctionnement. Le panneau chauffant présenté dans les exemples ci-dessus peut être fixé à un support de type socle ou dispositif d'accrochage sur une paroi, sur un mur ou sur une cloison ou bien être fixé à un ou plusieurs montants verticaux 30 de manière à constituer un radiateur électrique utilisable dans des environnements très humides tels que les salles de bain, piscines, vestiaires... 2908261 8 II peut servir soit de panneau de chauffage d'une pièce (principalement par rayonnement), soit de support de linge ou de serviettes en vue de leur séchage et/ou chauffage par conduction. A titre d'exemple, un panneau chauffant 1 de 70 W selon l'invention 5 présente une largeur de 500 mm et une hauteur de 240 mm. Les deux plaques avant 2 et arrière 4 en verre trempé présentent chacune une épaisseur de 4 mm, et sont séparées d'un espace de 3 mm, l'élément chauffant pouvant être constitué d'une couche résistive d'environ 200 nm d'épaisseur ou d'un film chauffant de quelques dixièmes de millimètres. Le panneau chauffant est par 10 conséquent très mince, de faible encombrement. REVENDICATIONS 1. Panneau chauffant (1) pour radiateur électrique comprenant une plaque avant (2) et une plaque arrière (4), formant respectivement les parois avant et arrière du panneau, entre lesquelles est disposé un élément chauffant connecté à une alimentation électrique (9), la plaque avant (2) étant en verre, caractérisé en ce que l'élément chauffant est appliqué sur la face interne de la plaque avant (2), en ce que les deux plaques (2, 4) sont écartées l'une de l'autre afin de ménager un espace (5) isolant entre l'élément chauffant et la plaque arrière (4) et en ce qu'un joint (6, 7) est disposé à la périphérie du panneau chauffant pour assurer l'étanchéité entre les plaques avant (2) et arrière (4). 2. Panneau chauffant pour radiateur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément chauffant est une couche mince appliquée sur la face interne de la plaque avant (2). 3. Panneau chauffant pour radiateur électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche mince est un film chauffant du type à fils métalliques insérés dans un film polymère, appliqué par collage sur la face interne de la plaque avant (2). 4. Panneau chauffant pour radiateur électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche mince est une couche résistive électroconductrice (3) à base d'oxyde métallique, déposée sur la face interne de la plaque avant (2). 5. Panneau chauffant pour radiateur électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément chauffant est appliqué en retrait des bords latéraux de la plaque avant (2), le joint périphérique étant disposé entre les zones périphériques internes en vis-à-vis desdites plaques avant (2) et arrière (4). 6. Panneau chauffant pour radiateur électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le joint est un joint (6) en 30 matériau polymère disposé sous la forme d'un cordon continu périphérique. 9 2908261 10 7. Panneau chauffant pour radiateur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le joint (7) est sous la forme d'un profilé périphérique servant de cadre au panneau chauffant (1), les bords périphériques des plaques avant (2) et arrière (4) étant logés dans des gorges 5 (8a, 8b) ménagées dans ledit profilé. 8. Panneau chauffant pour radiateur électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins la plaque avant (2) est de forme cintrée. 9. Panneau chauffant pour radiateur électrique selon l'une quelconque 10 des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque arrière (4) est en verre ou en matériau polymère thermodurcissable. 10. Panneau chauffant selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que des entretoises (30) en matériau polymère élastomère sont disposées dans les zones périphériques internes en vis-à-vis des plaques 15 avant et arrière. 11. Radiateur électrique comportant au moins un panneau chauffant (1) selon l'une des revendications précédentes, monté sur un support.