Brevet FR2949544A1 — publié le 20110304

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine des équipements de chauffage, en particulier les appareils de chauffage électriques et a pour objet un radiateur électrique à accumulation. On connaît déjà de nombreux dispositifs et appareils de chauffage à alimentation électrique. Ainsi, un premier type d'appareils se présente sous la forme de résistances à diffusion directe, tel que par exemple les panneaux radiants. Ces appareils ne présentent sensiblement aucune inertie thermique et permettent, par conséquent, un chauffage instantané en cas de mise en route. Toutefois, leur action chauffante cesse pratiquement à la coupure de l'alimentation puisqu'ils ne permettent aucune accumulation ou stockage calorique. Un second type d'appareils connu se présente sous la forme de radiateurs à accumulation intégrant des briques ou des panneaux en un matériau à propriétés d'accumulation calorifique, tel que les matériaux réfractaires ou céramiques. Les éléments chauffants sont généralement noyés dans la masse des briques ou panneaux ou alors disposés entre des rangées adjacentes de briques ou de panneaux. Néanmoins, ce second type d'appareils présente également un certain nombre d'inconvénients, à savoir une action chauffante différée dans le temps par rapport à leur alimentation, un poids très élevé et une température de surface non uniforme, avec des zones plus chaudes et des zones plus froides, en fonction de la localisation des briques ou panneaux dans l'appareil de chauffage. Enfin, un troisième type d'appareils connu consiste en des radiateurs électriques à fluide caloporteur, dans lesquels un fluide circule dans des éléments creux profilés sur lesquels sont rapportées des résistances chauffantes au niveau de leurs faces extérieures. Le fluide peut, le cas échéant, circuler dans un circuit extérieur faisant partie d'un dispositif de chauffage central, les résistances chauffantes n'apportant alors qu'un complément calorique localement au niveau du radiateur concerné (voir par exemple FR 2 824 386). Ce troisième type d'appareils permet d'aboutir à une action chauffante relativement rapidement après sa mise sous tension et présente -2- également une certaine inertie thermique permettant le maintien d'une action chauffante après coupure de l'alimentation du fait des calories accumulées. Toutefois, le pouvoir d'accumulation de ce troisième type d'appareils est limité, et par conséquent insuffisant pour une diffusion sur une période allongée en l'absence d'alimentation, et la présence de fluide caloporteur nécessite une étanchéité parfaite, sans pouvoir éliminer totalement les risques de fuite. La présente invention a pour but de proposer une solution permettant de surmonter les limitations des différents types d'appareils de chauffage précités et de fournir un appareil de chauffage électrique présentant, d'une part, une action chauffante significative dès sa mise sous tension et, d'autre part, une capacité d'accumulation et de stockage calorique supérieure aux radiateurs électriques à fluide caloporteur, voire sensiblement équivalente au second type d'appareils mentionné ci-dessus. En outre, ladite solution devrait permettre l'utilisation d'éléments de radiateurs électrique à fluide caloporteur, sans toutefois nécessiter une étanchéité aux fluides. A cet effet, la présente invention a pour objet un radiateur électrique à accumulation comprenant, d'une part, au moins un corps creux profilé métallique définissant au moins une chambre interne allongée et, d'autre part, au moins un élément chauffant électrique en contact intime avec une portion de paroi du, d'un ou des corps creux, sur une surface extérieure par rapport à la ou aux chambre(s), radiateur caractérisé en ce que la chambre ou au moins l'une des chambres du ou de chaque corps creux profilé renferme, en étant préférentiellement entièrement remplie, un matériau pulvérulent ou particulaire, à capacité calorifique élevée, choisi dans le groupe formé par le sable siliceux, la poudre de gypse, la poudre de talc, la poudre d'une roche ultramafique et les mélanges de ces matériaux. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : La figure 1 est une représentation schématique en coupe transversale d'un radiateur électrique à accumulation comprenant quatre corps creux profilés, pourvu chacun d'un élément chauffant électrique, selon un premier mode de réalisation de l'invention ; -3- La figure 2 est une représentation schématique en coupe transversale d'un radiateur électrique à accumulation comprenant deux corps creux profilés, pourvu chacun d'un élément chauffant électrique, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; La figure 3 est une représentation schématique en coupe transversale d'un corps creux profilé faisant partie d'un radiateur électrique à accumulation, selon un troisième mode de réalisation de l'invention (l'élément chauffant n'étant pas représenté) ; Les figures 4, 5 et 6 sont des représentations schématiques en coupe transversale d'un corps creux profilé faisant partie d'un radiateur électrique à accumulation, selon trois variantes d'un quatrième mode de réalisation de l'invention, et, La figure 7 est une représentation schématique en coupe transversale d'un corps creux profilé faisant partie d'un radiateur électrique à accumulation, selon un cinquième mode de réalisation de l'invention. Les figures 1 et 2, et partiellement les figures 3 à 7, montrent un radiateur électrique 1 à accumulation comprenant, d'une part, au moins un corps creux profilé métallique 2 définissant au moins une chambre interne allongée 3, 3' et, d'autre part, au moins un élément chauffant électrique 4 en contact intime avec une portion de paroi du, d'un ou des corps creux 2, sur une surface extérieure par rapport à la ou aux chambre(s) 3, 3'. Conformément à l'invention, la chambre 3 ou au moins l'une des chambres 3, 3' du ou de chaque corps creux profilé 2 renferme, en étant préférentiellement entièrement remplie, un matériau 5 pulvérulent ou particulaire, à capacité calorifique élevée, choisi dans le groupe formé par le sable siliceux (par exemple sable naturel, sable silico-argileux, sable à prise chimique), la poudre de gypse, la poudre de talc, la poudre d'une roche ultramafique et les mélanges de ces matériaux. Le matériau métallique formant les parois de chaque corps creux profilé 2 peut être de différents types pour autant qu'il présente une conduction thermique élevée permettant de réaliser une répartition du flux calorique généré par l'élément chauffant ou chaque élément chauffant 4 entre une première partie dissipée par rayonnement au niveau des faces externes du ou de chaque corps creux profilé 2 et une seconde partie transmise au matériau de remplissage 5 et absorbée par ce dernier pour être stockée, en vue d'une diffusion ultérieure après coupure de l'alimentation. -4- En accord avec un mode de réalisation préféré de l'invention, le corps creux profilé 2 est réalisé en aluminium ou en un alliage d'aluminium et le matériau 5 pulvérulent ou particulaire de remplissage est à base de poudre de stéatite ou pierre ollaire, le cas échéant formé uniquement de poudre de stéatite. Le choix particulier de ces deux matériaux permet, d'une part, de disposer d'un matériau métallique aisément extrudable, présentant une très bonne conduction thermique, relativement léger et peu coûteux et, d'autre part, de disposer d'un matériau de remplissage présentant des coefficients d'absorption et de restitution thermiques très élevés (en quantité, en durée et en vitesse), ne nécessitant pas une étanchéité fluidique et aisément manipulable. Généralement, mais non limitativement, le radiateur 1 est constitué par un arrangement de plusieurs corps creux profilés 2, éventuellement assemblés par paires, dont les deux extrémités sont fermées par des capots ou des couvercles et l'élément ou chaque élément chauffant 4 réalise un chauffage surfacique au niveau des faces extérieures de certaines portions de paroi 2' des corps creux profilés 2, préférentiellement au niveau des faces arrières 2" desdits corps creux profilés 2, opposées aux faces des corps 2 tournées vers le local à chauffer. Selon une réalisation pratique avantageuse de l'invention, ressortant notamment des figures 4 à 6 des dessins annexés, l'élément chauffant 4 ou chaque élément chauffant 4 consiste en des bandelettes à résistances chauffantes intégrées 4', préférentiellement en matériau silicone et vulcanisées sur les portions de paroi 2' concernées des corps creux profilés 2 et les faces arrières 2" des corps creux profilés 2 sont pourvues d'ailettes 6 orientées verticalement et entre lesquelles s'étendent lesdites bandelettes chauffantes 4 en étant en application intime contre les parois desdites faces 2". Comme le montrent les figures 1 et 3 des dessins annexés, chaque corps creux profilé peut éventuellement comporter une unique chambre 3. Toutefois, de manière préférée, et comme le montrent les figures 2 et 4 à 7, chaque corps creux profilé 2 comporte plusieurs chambres 3 et 3' situées à des distances différentes des faces avant et arrière dudit corps creux profilé 2, et éventuellement de formes et/ou de tailles différentes, à savoir au moins une chambre 3 périphérique délimitée -5- partiellement par les portions de paroi 2' du corps creux profilé 2 définissant les faces extérieures de ce dernier, notamment avant et arrière, et au moins une chambre 3' interne séparée desdites faces extérieures, et notamment de la ou des portions de paroi 2' en contact avec l'élément ou un élément chauffant 4, par au moins une autre chambre 3. Il est ainsi possible de créer plusieurs strates, niveaux ou réservoirs d'accumulation des calories, la segmentation de la section du corps creux profilé 2 en plusieurs chambres 3, 3' permettant une diffusion plus rapide de la chaleur vers les strates ou réservoirs internes par l'intermédiaire des ponts thermiques formés par des parois métalliques desdites chambres. L'élément chauffant 4 peut être commun à l'ensemble des corps creux profilés 2 du radiateur 1. De manière alternative, chaque corps creux profilé 2 peut comporter son ou ses propres éléments chauffants 4. Ces éléments chauffants peuvent soit être disposés sur une face du corps creux profilé 2 dirigé vers l'extérieur (voir figures 1 et 4 à 6), soit être pris en sandwich entre deux parties d'un corps creux profilé délimitant chacune au moins une chambre 3, 3' (voir figures 2 et 7). Dans ce dernier cas, l'élément chauffant 4 présentera avantageusement une structure aplatie, le cas échéant pelliculaire ou en forme de feuille. Conformément à une première alternative et comme le montrent les figures 2 et 4 des dessins annexés, toutes les chambres 3, 3' peut être remplies, sensiblement en totalité, par le matériau 5 pulvérulent ou particulaire de remplissage. Conformément à une seconde alternative et comme le montrent les figures 4 à 7 des dessins annexés, il peut être prévu que seule(s) une ou certaines des chambres 3, 3' soient remplies, sensiblement en totalité, par le matériau 5 pulvérulent ou particulaire de remplissage. En relation avec cette seconde alternative, il est possible, pour une forme de corps creux profilé 2 donnée, d'adapter les propriétés et performances du radiateur 1 comprenant de tels corps en modifiant le nombre, l'arrangement et la situation des chambres 3, 3' remplies avec le matériau 5. Ainsi, non seulement la quantité totale de calories accumulables peut être adaptée (en modifiant le nombre de chambres 3, 3' remplies), mais également le mode d'accumulation (rapide lorsque les chambres remplies sont à proximité immédiate de l'élément chauffant -6- comme sur la figure 5 - plus lent lorsque les chambres remplies sont situées à distance de l'élément chauffant comme les chambres frontales sur la figure 6). Ces dispositions influencent également, de manière complémentaire, le chauffage immédiat par rayonnement lors de la mise sous tension du radiateur. La ou les chambre(s) 3 remplie(s) du matériau 5 peuvent être situées sur la face frontale, sur la face arrière, sur les côtés latéraux et/ou de manière centrale au niveau du corps creux profilé 2. Ainsi, le corps 2 représenté sur la figure 7 peut être monté avec 10 ses chambres 3 pleines situées sur la face avant ou sur la face arrière du radiateur 1. Selon une autre caractéristique de l'invention permettant de moduler de manière plus souple encore les propriétés du radiateur 1, il peut aussi être prévu qu'au moins deux chambres distinctes 3, 3' renferment 15 chacune un matériau 5 pulvérulent ou particulaire de remplissage spécifique, dont la nature et/ou la composition est différente du matériau 5 présent dans l'autre ou l'une des autres chambres 3, 3'. En vue d'augmenter l'échange thermique entre les parois du corps creux profilé 2 et le matériau de remplissage 5, les portions de paroi 20 2' du ou d'au moins un corps creux profilé 2 délimitant au moins une chambre 3, 3' peuvent présenter sur une zone au moins de leurs faces internes des formations saillantes ou protubérantes 7 telles que des nervures, des ailettes ou analogues (voir figures 4 et 7). En accord avec une mise en oeuvre pratique et peu coûteuse de 25 l'invention, les corps creux profilés 2 au moins, et éventuellement leur capot ou couvercle, ainsi que l'élément ou les éléments chauffant(s) électrique(s) 4, correspondent aux corps creux profilés 2 et aux éléments chauffants électrique 4 d'un radiateur électrique à fluide caloporteur. Ainsi, il est possible d'utiliser des constructions déjà existantes 30 d'éléments creux profilés 2, voire d'ensembles [éléments creux profilés 2 + éléments chauffants 4], voire de recycler des radiateurs électriques à fluide caloporteur en remplaçant ledit fluide par le matériau 5. Enfin, il convient de noter que le radiateur électrique à accumulation contrôlée et maîtrisée selon l'invention peut être aisément 35 fabriqué par simple remplissage des éléments creux profilés 2, par exemple d'un radiateur électrique à fluide caloporteur, avec le matériau 5. -7- Le remplissage pourra éventuellement être optimisé en soumettant chaque élément creux profilé à des vibrations ou à des chocs légers répétés. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Radiateur électrique à accumulation comprenant, d'une part, au moins un corps creux profilé métallique définissant au moins une chambre interne allongée et, d'autre part, au moins un élément chauffant électrique en contact intime avec une portion de paroi du, d'un ou des corps creux, sur une surface extérieure par rapport à la ou aux chambre(s), radiateur (1) caractérisé en ce que la chambre (3) ou au moins l'une des chambres (3, 3') du ou de chaque corps creux profilé (2) renferme, en étant préférentiellement entièrement remplie, un matériau (5) pulvérulent ou particulaire, à capacité calorifique élevée, choisi dans le groupe formé par le sable siliceux, la poudre de gypse, la poudre de talc, la poudre d'une roche ultramafique et les mélanges de ces matériaux. 2. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps creux profilé (2) est réalisé en aluminium ou en un alliage d'aluminium et en ce que le matériau (5) pulvérulent ou particulaire de remplissage est à base de poudre de stéatite ou pierre ollaire, le cas échéant formé uniquement de poudre de stéatite. 3. Radiateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est constitué par un arrangement de plusieurs corps creux profilés (2), éventuellement assemblés par paires, dont les deux extrémités sont fermées par des capots ou des couvercles et en ce que l'élément ou chaque élément chauffant (4) réalise un chauffage surfacique au niveau des faces extérieures de certaines portions de paroi (2') des corps creux profilés (2), préférentiellement au niveau des faces arrières (2") desdits corps creux profilés (2), opposées aux faces des corps (2) tournées vers le local à chauffer. 4. Radiateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément chauffant (4) ou chaque élément chauffant (4) consiste en des bandelettes à résistances chauffantes intégrées (4'), préférentiellement en matériau silicone et vulcanisées sur les portions de paroi (2') concernées des corps creux profilés (2) et en ce que les faces arrières (2") des corps creux profilés (2) sont pourvues d'ailettes (6) orientées verticalement et entre lesquelles s'étendent lesdites bandelettes chauffantes (4) en étant en application intime contre les parois desdites faces (2").-9- 5. Radiateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque corps creux profilé (2) comporte plusieurs chambres (3 et 3') situées à des distances différentes des faces avant et arrière dudit corps creux profilé (2), et éventuellement de formes et/ou de tailles différentes, à savoir au moins une chambre (3) périphérique délimitée partiellement par les portions de paroi (2') du corps creux profilé (2) définissant les faces extérieures de ce dernier, notamment avant et arrière, et au moins une chambre (3') interne séparée desdites faces extérieures, et notamment de la ou des portions de paroi (2') en contact avec l'élément ou un élément chauffant (4), par au moins une autre chambre (3). 6. Radiateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que toutes les chambres (3, 3') sont remplies, sensiblement en totalité, par le matériau (5) pulvérulent ou particulaire de remplissage. 7. Radiateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que seule(s) une ou certaines des chambres (3, 3') sont remplies, sensiblement en totalité, par le matériau (5) pulvérulent ou particulaire de remplissage. 8. Radiateur selon les revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'au moins deux chambres distinctes (3, 3') renferment chacune un matériau (5) pulvérulent ou particulaire de remplissage spécifique, dont la nature et/ou la composition est différente du matériau (5) présent dans l'autre ou l'une des autres chambres (3, 3'). 9. Radiateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les portions de paroi (2') du ou d'au moins un corps creux profilé (2) délimitant au moins une chambre (3, 3') présentent sur une zone au moins de leurs faces internes des formations saillantes ou protubérantes (7) telles que des nervures, des ailettes ou analogues. 10. Radiateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les corps creux profilés (2) au moins, et éventuellement leur capot ou couvercle, ainsi que l'élément ou les éléments chauffant(s) électrique(s) (4), correspondent aux corps creux profilés (2) et aux éléments chauffants électrique (4) d'un radiateur électrique à fluide caloporteur.