Brevet FR2964820A1 — publié le 20120316

APPAREIL DE CHAUFFAGE ÉLECTRIQUE À DEUX ÉLÉMENTS CHAUFFANTS La présente invention concerne un appareil électrique à deux éléments chauffants. L'invention se rapporte en particulier à un appareil de chauffage électrique de type sec. Il est connu de EP 2 063 197 un radiateur électrique comprenant un corps muni d'une cavité interne. A l'intérieur de la cavité interne est ménagé un élément chauffant électrique. Cet élément chauffant consiste par exemple en une résistance électrique incorporée dans un bloc prismatique. Le bloc prismatique est constitué d'un matériau adapté comme par exemple un matériau minéral, composite ou réfractaire, ou la pierre. Par ailleurs, FR 2 816 396 enseigne un radiateur électrique à accumulation d'énergie par fluide et stéatite de structure modulaire. Chacun des éléments modulaires comprend une pièce creuse centrale de forme sensiblement allongée s'étendant sur la majeure partie de la hauteur du radiateur. Cette pièce creuse comprend une cavité interne débouchant dans sa partie inférieure dans un tronçon de tube inférieur. La cavité interne est remplie par un fluide caloporteur assurant la conduction thermique entre des moyens résistifs et les pièces centrales creuses du radiateur. Les moyens résistifs, par exemples des résistances de type cylindrique, sont insérés dans les tronçons inférieurs de tube servant à assembler les différents éléments modulaires du radiateur. Une plaquette de stéatite est insérée entre chacun des éléments modulaires, du côté d'une face arrière, pour accumuler l'énergie thermique et continuer à la restituer sans consommer d'avantage d'énergie. Il est également connu de FR 2 793 642 un appareil de chauffage comprenant au moins deux éléments chauffants qui peuvent fonctionner selon différents modes connus, par exemple par rayonnement, par convection naturelle ou forcée, ou par accumulation. FR 2 793 642 ne décrit pas de manière plus précise la structure des éléments chauffants. Il existe cependant un besoin pour un nouveau type d'appareil de chauffage électrique à deux corps de chauffe présentant notamment un grand confort pour l'utilisateur, un temps de chauffe rapide, une bonne inertie thermique, une régulation précise et une sécurité accrue de l'utilisateur. Pour cela, l'invention propose un appareil de chauffage électrique comprenant une façade équipée d'un premier élément chauffant, un corps minéral de chauffe principal avec un deuxième élément chauffant, et une électronique de gestion de la régulation de chaque élément chauffant. R:131900A31958 THP\31958--100908-demande tq déposée.doc - 09/09/10 - 14:09 - 1/9 Selon des modes de réalisation préférés, l'appareil de chauffage électrique selon l'invention comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : - le corps minéral de chauffe principal est en pierre stéatite ou céramique ; - le deuxième élément chauffant est intégré dans le corps minéral de chauffe principal ; - le corps minéral de chauffe principal comprend deux parties assemblées ensemble avec un joint isolant à la jonction, le deuxième élément chauffant étant logé entre les deux parties ; - le premier élément chauffant est du type surfacique ; - le premier élément chauffant présente une surface correspondant à au moins 50% de la surface de la façade ; - le premier élément chauffant est un film chauffant sérigraphié ; - le premier élément chauffant est porté à proximité de la façade, voire sur la façade ; - la façade est composée d'éléments modulaires ; - l'appareil comprend en outre un capot soutenant le corps minéral de chauffe principal, le capot et la façade étant fixés ensemble ; - le capot est une tôle emboutie ; et - le capot est formé d'éléments modulaires comprenant un creux dans lequel est le corps minéral de chauffe principal. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit de modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent : - figure 1, une vue schématique partiellement arrachée d'un premier mode de réalisation d'un appareil de chauffage électrique ; - figure 2, une vue éclatée schématique d'un deuxième mode de réalisation d'un appareil de chauffage électrique ; - les figures 3 et 4, une vue d'un corps minéral de chauffe pouvant être mis en oeuvre dans les premier et deuxième mode de réalisation, respectivement ouvert et fermé. Tel que représenté à la figure 1, un appareil de chauffage 10 comporte une façade 12 fixée sur un capot 14. La façade 12 est équipée d'un premier élément chauffant 16 pour former une façade chauffante. Ce premier élément chauffant 16 présente une température maximale comprise entre 50 et 100 °C, de préférence, entre 50 et 70 °C pour limiter la température de la façade et éviter ainsi les risques d'accidents. Ce premier élément chauffant 16 est de préférence disposé à proximité de la façade 12, c'est-à-dire à une R:131900A31958 THP/31958--100908-demande tq déposée.doc - 09/09/10 - 14:09 - 2/9 distance inférieure à 10 mm, de préférence inférieure à 5 mm de la façade. En l'espèce, la façade 12 supporte le premier élément chauffant 16 qui est collé sur la façade 12. Le premier élément chauffant 16 est de préférence du type surfacique, c'est-à- dire adapté à chauffer une surface (en l'espèce la façade) à une température sensiblement constante sur toute la surface. De préférence encore, le premier élément chauffant 16 présente une surface correspondant à au moins 50% de la surface de la façade 12 pour assurer un chauffage homogène de la façade 12. Ici, par exemple, le premier élément chauffant 16 est réalisé sous la forme d'un film résistif sérigraphié, collé sur la surface de la façade orientée en direction du capot 14 (ou « face interne »). Bien entendu d'autres éléments chauffants connus de l'homme du métier peuvent être mis en oeuvre pour réaliser la façade chauffante. Ainsi, une plaque chauffante et rayonnante en aluminium pourrait être mise en oeuvre. Le capot 14 est en l'espèce en tôle emboutie. Le capot 14 peut ainsi être réalisé pour un coût réduit. Le capot 14 forme un renfoncement qui délimite avec la façade un logement. A l'intérieur de ce logement, le capot 14 soutient un corps minéral de chauffe principal 18. Ce corps minéral de chauffe principal 18 est représenté plus en détails sur les figures 3 et 4. Le corps minéral de chauffe principal 18 comporte en l'espèce deux parties parallélépipédiques 221, 222 en matière minérale. Cette matière minérale peut notamment être de la céramique ou de la pierre naturelle, notamment de la pierre stéatite. La pierre stéatite notamment présente une grande capacité thermique par rapport à la fonte. Ces deux blocs parallélépipédiques enserrent un deuxième élément chauffant, ici réalisé sous la forme de fils résistifs 26. Un joint en silicone 28 est prévu entre les deux blocs parallélépipédiques, qui assure l'isolation électrique des fils résistifs 26 enserrés entre les deux blocs parallélépipédiques 221, 222. Le joint en silicone 28 assure également la liaison mécanique entre les deux blocs parallélépipédiques 221, 222 et l'étanchéité entre ces deux blocs. La matière minérale, outre sa grande capacité thermique, offre ainsi une excellente isolation électrique du deuxième élément chauffant, notamment en comparaison avec le cas où le corps de chauffe principal serait en fonte. Dans le cas où le corps de chauffe est en fonte, le fil résistif est noyé dans de la magnésie afin de former un tube isolant, avant d'être inséré dans le corps de chauffe en fonte. Cependant, l'épaisseur de ce tube isolant est généralement insuffisante pour assurer une isolation électrique conforme aux normes de sécurité, notamment R:131900A31958 THP\31958--100908-demande tq déposée.doc - 09/09/10 - 14:09 - 3/9 conforme à la norme NF EN 60-335-1 de 2006 relative à la « sécurité des appareils électrodomestiques et analogues ». Selon cette norme, il est nécessaire de réaliser une deuxième isolation électrique de l'élément chauffant par rapport à l'extérieur, au niveau de la fixation, sur le capot de l'appareil électrique de chauffage, du corps de chauffe. Cette deuxième isolation complexifie la fixation de l'élément chauffant sur le capot de l'appareil électrique. Au contraire, lorsque les deux parties parallélépipédiques sont en matière minérale, notamment en pierre, l'isolation du fil électrique est réalisée grâce à l'épaisseur de la pierre elle-même et le joint de silicone. Dans le cas des figures 3 et 4, le joint de silicone présente une épaisseur classiquement comprise entre 2 et 4 mm. Les blocs parallélépipédiques présentent eux une épaisseur comprise entre 10 et 20 mm. Par conséquent, les blocs parallélépipédiques et le joint silicone présentent une épaisseur suffisante pour réaliser une isolation de l'élément chauffant par rapport à l'extérieur de l'appareil de chauffage électrique, qui soit conforme aux normes de sécurité. La fixation de l'ensemble composé du fil électrique et des deux parties en pierre sur le capot est donc plus aisée. Il est à noter ici que le corps minéral de chauffe principal peut être monobloc, notamment dans le cas où ce corps de chauffe principal est en céramique. Dans ce dernier cas, l'élément chauffant peut alors, à titre d'exemple, être réalisé sous la forme d'un fil électrique noyé dans la céramique avant la mise en forme de celle-ci par pressage. En variante, le fil électrique peut s'étendre dans des trous percés dans le corps minéral de chauffe principal. Dans les deux cas, l'épaisseur du corps de chauffe minéral est telle qu'elle fournit une isolation suffisante pour être conforme aux normes de sécurité mentionnées ci-dessus, de l'élément chauffant. L'appareil de chauffage électrique 10 comporte donc deux éléments chauffants : - un premier élément chauffant, associé à la façade de l'appareil de chauffage électrique et qui fournit environ 25-30% de la puissance de chauffage de l'appareil de chauffage électrique ; et - un deuxième élément chauffant associé à un corps minéral de chauffe 18. I1 s'agit de l'élément chauffant principal. Il fournit environ 70-75% de la puissance de chauffage de l'appareil de chauffage électrique 10. En effet, comme un utilisateur peut toucher la façade 12 de l'appareil de chauffage électrique, cette façade ne doit pas être trop chaude. Le chauffage au moyen du premier élément chauffant doit donc être limité, de préférence à une température comprise entre 50 et 70 °C. Cette température limitée de la façade accroît également la sensation de chaleur douce pour l'utilisateur. R:131900A31958 THP\31958--100908-demande tq déposée.doc - 09/09/10 - 14:09 - 4/9 La façade fonctionne de préférence à une température de chauffage sensiblement constante afin de former un point chaud permanent et pour assurer une répartition de la température la plus homogène possible. Le confort de l'utilisateur est encore accru du fait que la façade chauffe par rayonnement et que le rayonnement de la façade se répartit dans toute la pièce. Au contraire, le deuxième élément chauffant, à savoir le corps minéral de chauffe, n'est pas accessible par un utilisateur. Ce corps de chauffe peut donc fournir une plus grande quantité de chaleur sans risque pour la sécurité de l'utilisateur. Ce deuxième élément chauffant fournit l'essentiel de la puissance de chauffe de l'appareil électrique de chauffage, principalement par convexion naturelle. L'appareil de chauffage 10 comporte en outre une électronique de gestion de la régulation de chaque élément chauffant 16, 26. L'électronique de gestion permet de commander chaque élément chauffant indépendamment l'un de l'autre. Ainsi, si l'appareil électrique de chauffage est confronté à une grande demande de chauffage, le maximum de puissance de chauffage est mise en oeuvre pour chauffer la pièce. Ceci peut notamment se traduire par le fait que les deux corps de chauffe sont allumés et commandés simultanément à leur puissance maximale afin de satisfaire la demande le plus rapidement possible. Au contraire, pour réguler la température de l'appareil de chauffe autour d'une valeur de consigne, l'électronique de gestion commande plutôt une modulation de la puissance de chauffe fournie par le premier corps de chauffe surfacique, associé à la façade. En effet, du fait de l'inertie thermique de la matière minérale, le corps de chauffe minéral continue de chauffer par convection naturelle, et cela même si le deuxième élément chauffant est éteint. La modulation de la puissance fournie par le premier corps de chauffe permet un gain de réactivité par rapport à un appareil électrique de chauffage comportant uniquement un corps de chauffe associé à des éléments en pierre stéatite qui présente alors une grande inertie thermique. L'appareil de chauffage électrique gagne ainsi en précision de régulation. Cette plus grande précision de la régulation accroît encore le confort de l'utilisateur. En outre, par rapport à un appareil électrique de chauffage comprenant un élément de chauffe associé à des parties en fontes, l'appareil électrique de chauffe 10 présente une meilleure capacité de stockage thermique, du fait de l'utilisation de la stéatite, qui possède une meilleure capacité thermique. La figure 2 représente un appareil de chauffage électrique 100 selon une 35 variante de l'appareil de chauffage de la figure 1. Les éléments identiques ou de fonction identique de cette variante portent le même signe de référence que sur la figure 1 et ne sont pas décrits à nouveau dans la suite. R:131900A31958 THP\31958--100908-demande tq déposée.doc - 09/09/10 - 14:09 - 5/9 L'appareil de chauffage électrique 100 selon la figure 2 se distingue de l'appareil de chauffage électrique selon la figure 1 en ce qu'il comporte un capot 14 formé d'éléments modulaires 140 fixés les uns aux autres. Les éléments modulaires 140 comprennent un creux 142 dans lequel est le corps minéral de chauffe principal 18. Le fonctionnement de l'appareil de chauffage électrique 100 est identique au fonctionnement de l'appareil de chauffage 10 de la figure 1. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et aux modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art. En particulier, le capot peut être réalisé sous la forme d'une pièce unique et monobloc ou sous la forme d'un assemblage modulaire d'une pluralité d'éléments. De même, la façade peut être réalisée sous la forme d'une pièce unique et monobloc ou sous la forme d'un assemblage modulaire d'une pluralité d'éléments. Par ailleurs, le premier élément chauffant associé à la façade pour former une façade chauffante peut être fixé, notamment collé, sur le corps minéral de chauffe principal. R:131900A31958 THP\31958--100908-demande tq déposée.doc - 09/09/10 - 14:09 - 6/9 REVENDICATIONS1. Appareil de chauffage électrique (10 ; 100) comprenant - une façade (12) équipée d'un premier élément chauffant (16), - un corps minéral de chauffe principal (18) avec un deuxième élément chauffant (26), et - une électronique de gestion de la régulation de chaque élément chauffant (16 ; 26). 2. L'appareil selon la revendication 1, dans lequel le corps minéral de chauffe principal (18) est en pierre stéatite ou céramique. 3. L'appareil selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le deuxième élément chauffant (26) est intégré dans le corps minéral de chauffe principal (18). 4. L'appareil selon la revendication 3, dans lequel le corps minéral de chauffe principal (18) comprend deux parties (221, 222) assemblées ensemble avec un joint isolant (28) à la jonction, le deuxième élément chauffant (26) étant logé entre les deux parties (221, 222). 5. L'appareil selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le premier élément chauffant (16) est du type surfacique. 6. L'appareil selon la revendication 5, dans lequel le premier élément chauffant (16) présente une surface correspondant à au moins 50% de la surface de la façade 20 (12). 7. L'appareil selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le premier élément chauffant (16) est un film chauffant sérigraphié. 8. L'appareil selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le premier élément chauffant (16) est porté à proximité de la façade (12), voire sur la façade 25 (12). 9. L'appareil selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la façade (12) est composée d'éléments modulaires. R:131900A31958 THP\31958--100908-demande tq déposée.doc - 09/09/10 - 14:09 - 7/9 10. L'appareil selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre un capot (14) soutenant le corps minéral de chauffe principal (18), le capot (14) et la façade (12) étant fixés ensemble. 11. L'appareil selon la revendication précédente, dans lequel le capot (14) est une 5 tôle emboutie. 12. L'appareil selon la revendication 10, dans lequel le capot (14) est formé d'éléments modulaires (140) comprenant un creux (142) dans lequel est le corps minéral de chauffe principal (18). R:131900A31958 THP\31958--100908-demande tq déposée.doc - 09/09/10 - 14:09 - 8/9