Brevet FR3084733A1 — publié le 20200207

Dispositif de radiateur électrique vertical d'une hauteur de 2 mètres maximum à l'usage des habitations selon la technologie de fluide caloporteur DESCRIPTION s L'invention est relative à un dispositif de radiateur électrique vertical d'une hauteur de 2 mètres maximum à l'usage des habitations selon la technologie de fluide caloporteur, à l'objet d'apporter : - une variation de la température de l'ensemble de la surface de la face avant du radiateur, ramenée à 5% aux fins d'optimiser la diffusion de la chaleur à l'intérieur de la pièce (en lieu de 10% selon les normes en 10 vigueur), - et une différence de flux de chaleur à l'arrière du radiateur de 10% en moins par rapport à l'émission en face avant, en ce que l'optimisation du transfert thermique dans la pièce doit privilégier les déplacements caloriques vers la pièce. 15 Etat des connaissances L'état de l'art dans le domaine technique propose de nombreuses technologies pour les radiateurs électriques (convecteur, rayonnant, radiateur à chaleur douce...). Les performances de ces radiateurs sont très variables et dépendent des principes de transfert de l'énergie électrique en énergie thermique. Le rendement c'est-à-dire le rapport entre la puissance électrique consommée et la puissance dissipée par 20 les ailettes du radiateur est donc au coeur des préoccupations. Une première technologie est relative aux radiateurs avec fluide caloporteur, caractérisé par plusieurs brevets : W02016013072, FR2816396, FR2842587, FR2865527, W0/2005/083332, FR2961890, W02015183192 qui mentionnent des radiateurs ne faisant pas appel à une conception en grande hauteur (cas des radiateurs verticaux). La technologie par caloporteur se caractérise en ce qu'un fluide englobe 25 des résistances chauffantes en contact avec les parties à chauffer, ce fluide ayant des propriétés pour transporter les calories. Des brevets mentionnent des principes d'échanges thermique entre le fluide caloporteur et le corps de chauffe avec différents types de raccordements permettant l'amélioration du transfert des calories au diffuseur de chaleur. Les revendications de ces brevets portent principalement sur les principes de liaison entre l'élément résistance et l'élément diffuseur, sans que les performances 30 de transmissions des composants eux-mêmes soient au coeur des préoccupations, celles-ci se réduisant à des problématiques d'encombrement. Si bien que l'état de la technologie par caloporteur ne permet pas en l'état d'optimiser la performance de restitution thermique. S'agissant dans le cas du présent brevet de concevoir un radiateur vertical optimisant la restitution de chaleur dans la pièce, la caractéristique dimensionnelle (verticale) de notre cahier des charges amplifiait encore cette problématique de 35 performance de transfert calorique. 2 Une autre technologie dite de radiateurs caloduc, tels les brevets : W0/2014/171736, EP1700076, W02005054766, W02004048855, se caractérise en ce qu'un liquide contenu dans un volume fermé change de phase (de l'état liquide à l'état gazeux) lorsqu'il monte en température. Plus particulièrement à ces brevets, ceux-ci décrivent des applications industrielles dans les domaines de l'électronique ou de l'aéronautique, cette technologie est réduite à des objets de taille réduite et ne convient pas à des radiateurs de taille importante , tels qu'utilisés en milieu d'habitation, en ce qu'ils ont un inconvénient majeur qui est de faire du bruit, ce qui est très perturbant en utilisation domestique. Cette dernière technologie n'est pas à confondre avec la technologie des climatiseurs, qui se différencie de cette dernière en ce qu'ils font appel à des compressions et détente de gaz (sans objet au domaine de notre invention). En conséquence, les technologies de radiateurs existantes ne proposent pas de solution appropriée à limiter l'encombrement de radiateurs électriques dans des habitations à surface restreinte, tout en optimisant la performance de restitution de chaleur. C'est à quoi la présente invention tente de remédier. Présentation de l'invention L'invention est relative à un dispositif de radiateur électrique vertical d'une hauteur de 2 mètres maximum à l'usage des habitations selon la technologie de fluide caloporteur, permettant : - une variation de la température de l'ensemble de la surface de la face avant du radiateur, ramenée à 5% aux fins d'optimiser la diffusion de la chaleur à l'intérieur de la pièce (en lieu de 10% selon les normes en 20 vigueur), - et une différence de flux de chaleur à l'arrière du radiateur de 10% en moins par rapport à l'émission en face avant, en ce que l'optimisation du transfert thermique dans la pièce doit privilégier les déplacements caloriques vers la pièce, caractérisé par : 25 - un diffuseur vertical (a) de 2 mètre de long au plus, selon : o une structure centrale de forme tubulaire (b) appelée à recevoir la résistance (c) et le fluide caloporteur et placée plus au moins au centre du radiateur, o recevant des ailettes de diffusion orientées de part et d'autre d'un plan vertical de telle façon que : 30 - quatre ailettes sont placées sur les quatre coins du périmètre (cl) de la surface projetée du diffuseur, offrant ainsi une forme en croix, 3 - quatre autres ailettes (e) formant une autre croix entre les quatre ailettes des quatre coins du périmètre et placée à intervalle régulier entre les ailettes formant les quatre coins, - l'ensemble de ces ailettes prenant appui sur la structure centrale de forme 5 tubulaire (b) de façon à assurer la diffusion de la chaleur, - les ailettes placées du côté de la pièce à chauffer (f) étant plus longues que celles (g) placées du côté mur, de telle façon à privilégier une diffusion de chaleur dans la pièce de vie, - d'autres ailettes (h) enfin, placées parallèlement au mur et prenant appui sur les 10 ailettes faisant office de croix (d et e) , ayant pour objectif d'assurer à la fois une résistance mécanique de l'ensemble et participer à la diffusion de la chaleur, - une résistance cylindrique (c) coaxiale à la forme tubulaire de la structure, dont la longueur est de 1400 mm à plus ou moins 15% de sa longueur, placée en partie basse du diffuseur, réalisée en deux parties distinctes dont les puissances peuvent varier l'une par rapport à l'autre : 15 - une première partie basse (i) d'une longueur de 200 mm de long à plus ou moins 15%, dont la puissance proportionnellement la plus importante représentant environ la moitié de la puissance de la résistance, - une seconde partie (j) placée dans la continuité de la partie basse, sur toute la longueur différentielle, - une bague (k) venant se placer plus ou moins à la jonction des deux parties de la résistance, formant une excroissance aux fins de bloquer en partie l'écoulement du fluide caloporteur (I) contenu dans la structure centrale du diffuseur, de telle façon que le fluide placé au plus près de la première partie basse (i) de la résistance (qui dispose d'une puissance importante sur un espace réduit ) soit freiné dans cette partie, - une sonde thermostatique (m) placée au sommet de la résistance qui coupe l'alimentation électrique de la résistance à une température programmée, et la déclenche également à une température inférieure établie, L'espace à l'intérieur de la structure centrale de forme tubulaire (b), à l'endroit du positionnement de la bague (k), est dimensionné pour laisser tout de même le fluide passer entre la partie basse et haute de la résistance (c). Selon ce principe, la partie basse de la structure ayant reçu une puissance thermique importante dans un espace restreint chauffe le fluide caloporteur (I) de façon bien supérieure à celui chauffé par la partie haute de la résistance. La diffusion du caloporteur (I) freiné en partie basse permet l'obtention d'une température supérieure à celle chauffée par la partie haute de la résistance (j), de telle façon à continuer à diffuser une chaleur 4 importante dans le caloporteur une fois la sonde thermostatique (m) ayant coupé l'alimentation électrique. Figures : 5 1 vue de dessus du diffuseur (b, d, e f, g, h) 2 Résistance vue de côté avec ces deux zones i, j), la bagues (k) et le thermostat (ni) 3 vue en coupe du radiateur recevant la résistance (c) pour montrer l'étranglement de la bague qui laisse toutefois un passage au caloporteur. 10 Glossaire : a) diffuseur vertical b) structure centrale de forme tubulaire du diffuseur central c) résistance d) quatre ailettes sont placées sur les quatre coins du périmètre du diffuseur 15 e) quatre autres ailettes formant une autre croix entre les quatre ailettes des quatre coins du périmètre f) pièce à chauffer g) côté mur h) ailettes enfin, REVENDICATIONS1. Dispositif de radiateur électrique vertical d'une hauteu d 2 mètres m x mum à l'usage des habitations selon la technologie de fluide caloporteur, permettant : - une variation de la température de l'ensemble de la surface de la face ayant du radiateur, ramenée à 5% aux fins d'optimiser a diffusion de la chaleur à l'intérieur de la pièce, - et une différente de flux de chaleur à l'arrière du radiateur de 10% en moins par rapport à rémission en face avant, en ce que l'optimisation du transfert thermique dans la pièce doit privilégier les déplacements caloriques vers la pièce, caractérisé par : 10 un diffuseur vertical (a) de 2 mètre de long au plus, selon une structure centrale de forme tubulaire (b) appelée à recevoir la résistance (c) et fluide caloporteur et placée plus au moins au centre du radiateur, tn recevant des ailettes de diffusion orientées de part et d'autre d'un plan vertical de telle façon que : 15 - quatre ailettes sont placées sur les quatre coins du périmètre (d) de la surface projetée du diffuseur, offrant ainsi une forme en croix, - quatre autres ailettes (e) formant une autre croix entre les quatre ailettes des quatre coins du périmètre et placée à intervalle régulier entre les ailettes formant les quatre coins, 20 - l'ensemble de ces ailettes prenant appui sur la structure centrale forme tubulaire (b) de façon à assurer la diffusion de la chaleur, les ailettes placées du côté de la pièce à chauffer (f) étant plus longues que celles (g) placées du côté mur, de telle façon à privilégier une diffusion de chaleur dans la pièce de vie, 25 - d'autres ailettes (h) enfin, placées parallèlement au mur et prenant appui sur les ailettes faisant office de croix (d et e), ayant pour objectif d'assurer à la fois une résistance mécanique de l'ensemble et participer à la diffusion de le chaleur, une résistance cylindrique (c) coaxiale à la forme tubulaire de la structure, dont la longueur est de 1400 mm à plus ou moins 15% de sa longueur, placée en partie basse du diffuseur, réalisée en 30 deux parties distinctes dont les puissances peuvent varier l'une par rapport à Vautre : - une première partie basse (i) d'une longueur de 200 mm de long à plus ou moins 15%, dont la puissance proportionnellement la plus importante représentant environ la moitié de la puissance de la résistance, une seconde partie (j) placée dans la continuité de la partie liasse, sur toute la 35 longueur différentielle, une bague (k) venant se placer plus ou moins à la jonction des deux parties (i et j) de la résistance, formant une excroissance aux fins de bloquer en partie l'écoulement du fluide caloporteur (I) contenu dans la structure centrale du diffuseur, ide telle façon que le fluide placé au plus près de la première partie basse (i) de la résistance soit freiné dans cette partie, - une sonde thermostatique (m) placée au sommet de la résistan coupe l'alimentation électrique de la résistance à une température prog mmee, et la déclenche également à une température lnférieure établie, L'espace à l'interieurde la structure centrale de forme tubulaire (b), à l'endroit du positionnement de la bague (Ir), est dimensionné pour laisser tout de même le fluide passer entre la partie basse et haute de la résistance (c), 10