Brevet FR3082290A1 — publié le 20191213

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine des biens d'équipement de chauffage pour le bâtiment et a pour objet un radiateur électrique combiné à chauffage par inertie et à chauffage instantané. Traditionnellement, il existe principalement deux types 5 d'appareils de chauffage électriques, à savoir, d'une part, les accumulateurs à action différée et prolongée et, d'autre part, les convecteurs à action instantanée. Les accumulateurs sont basés, comme leur nom l'indique, sur le principe de l'accumulation de calories dans un matériau adéquat et sa 10 restitution ultérieure et différée pendant une durée relativement longue. Ainsi, chaque accumulateur possède un dispositif de commande permettant de mettre sous tension le ou les éléments chauffants à des horaires déterminés, généralement durant la nuit dans la période dite des "heures creuses" lorsque le prix de l'électricité est réduit. On dit alors que 15 l'accumulateur est en phase de chargement. Les calories ainsi accumulées, généralement dans des briques ou des plaques réfractaires, sont restituées dans la journée au fur et à mesure des besoins, par ouverture de volets et circulation d'air par convection naturelle autour desdites briques. Les inconvénients majeurs de ce type d'appareil sont bien 20 connus. D'une part, il est pratiquement impossible de connaître parfaitement son niveau de charge et de contrôler parfaitement son fonctionnement, surtout s'il n'a pas besoin dans la journée ou durant la nuit des calories emmagasinées, ce qui entraîne un gâchis et une dépense inutile. 25 D'autre part, par grand froid, il arrive aussi que l'accumulateur soit déchargé plus vite que prévu et ne peut plus fournir de chaleur le soir quand on en aurait le plus besoin, une nouvelle recharge significative étant exclue du fait de sa durée importante. Ces insuffisances sont d'autant plus gênantes quand on sait que la puissance installée doit être nettement plus importante que 30 pour un appareil à chauffage instantané tel qu'un convecteur, car le temps de charge, qui ne peut être que de quelques heures, doit suffire pour un temps de restitution des calories d'environ 12 heures. De plus, ces accumulateurs sont d'un poids élevé et relativement encombrants du fait de - 2 - leur construction et de la nécessité d'un grand volume de pierres ou de briques permettant un emmagasinage important de calories. Les convecteurs, par contre, sont nettement moins volumineux et sont équipés de résistances simples qui chauffent directement l'air environnant dès qu'elles sont sous tension. Néanmoins, ils refroidissent très vite dès que le courant est coupé et ne procurent pas d'effet d'accumulation permettant la consommation différée de courant, préférentiellement uniquement pendant les heures creuses. Ne disposant d'aucune réserve d'énergie calorique, les convecteurs ne permettent pas de réduire ou de supprimer la consommation au cours de périodes de tarification à taux majoré pour le cas où une température de consigne identique doit être maintenue au cours desdites périodes. De plus, ces convecteurs ne permettent pas de maintenir une 15 température constante du fait de la nature saccadée de la régulation thermique fournie et de l'écart important entre les valeurs inférieures et supérieures de la plage de régulation. Des mesures pratiques ont, en outre, montré qu'il y avait aussi un écart sensible de température entre le sol et le plafond, ainsi qu'une 20 régulation de la température qui était fonction de l'emplacement des capteurs. Ainsi, chacun des deux systèmes de chauffage décrits ci-dessus présente certains avantages, à savoir, des coûts d'utilisation relativement faibles pour les accumulateurs par le choix de la période de chargement, et 25 une adaptabilité et une vitesse de réaction élevées pour les convecteurs. Toutefois, chacun de ces deux systèmes existants précités présente également des inconvénients importants, à savoir, d'une part, grande puissance d'alimentation nécessaire, encombrement important, poids élevé et manque de souplesse (inertie thermique élevée) pour les 30 accumulateurs, et, d'autre part, chauffage irrégulier et prix de revient en utilisation important pour les convecteurs. Par les documents FR 2 725 869 et FR 2 747 457 notamment, on connaît des appareils combinant les deux modes de chauffage précités et permettant de surmonter au moins certains des inconvénients de l'état de la 35 technique traditionnel précité. Toutefois, ces appareils combinés ne présentent pas non plus une grande souplesse d'utilisation. Ainsi, ces appareils offrent seulement la - 3 - possibilité de choisir un des deux modes de chauffage ou de combiner ces deux modes, avec un éventuel réglage de la puissance du chauffage instantané ou direct. Une telle limitation est surtout pénalisante lorsqu'il y a lieu de 5 chauffer rapidement la pièce ou de pallier temporairement une perte importante de calories. En outre, la diffusion de la chaleur dans le volume d'une pièce est relativement lente car résultant uniquement d'une circulation par convection naturelle. L'invention a notamment pour but de surmonter ces limitations. 10 A cet effet, elle a pour objet un radiateur électrique combiné à chauffage par inertie et instantané, comprenant un caisson de montage et d'habillage, sensiblement de forme parallélépipédique avec notamment une paroi frontale et une paroi arrière, et comportant une entrée d'air en partie inférieure et une sortie d'air en partie supérieure de la paroi frontale, ledit caisson renfermant au moins une brique ou plaque en matériau réfractaire à résistance(s) chauffante(s) intégrée(s) et au moins une résistance de chauffage direct exposé à l'air circulant dans le caisson, ladite au moins une plaque réfractaire chauffante étant montée en regard de la paroi frontale et la ou les résistance(s) de chauffage direct étant montée(s) à proximité de l'entrée d'air inférieure, ledit caisson comportant également une paroi interne de protection et de canalisation du flux d'air circulant dans le caisson, s'étendant entre les parois frontale et arrière, préférentiellement à faible distance de cette dernière, et dirigeant ledit flux d'air vers la sortie d'air, radiateur caractérisé en ce qu'il comprend également au moins un moyen de mise en circulation forcée de l'air dans le caisson, comprenant au moins un ventilateur ou un moyen de soufflage analogue, disposé au niveau ou à proximité de l'entrée d'air et sous la ou les plaque(s) réfractaire(s) chauffante(s) et sous la ou les résistance(s) de chauffage direct. 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 vue en perspective frontale et partiellement écorchée d'un radiateur électrique combiné selon un mode de réalisation de l'invention ; - 4 - la figure 2 est une vue en coupe selon un plan vertical et à une échelle différente du radiateur représenté figure 1 ; la figure 3 est une vue en coupe selon un plan horizontal du radiateur représenté figure 1, selon une première variante ; 5 la figure 4 est une vue en coupe selon un plan horizontal du radiateur représenté figure 1, selon une seconde variante ; la figure 5 est une vue en élévation arrière du radiateur représenté figures 1 et 3 ; la figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 5 d'un autre 10 mode de réalisation du radiateur selon l'invention, et la figure 7 est une vue similaire à celle de la figure 2 d'une variante de réalisation supplémentaire du radiateur selon l'invention. Les figures 1 à 7 montrent un radiateur électrique combiné 1 à chauffage par inertie et instantané, comprenant un caisson 2 de montage et 15 d'habillage, sensiblement de forme parallélépipédique avec notamment une paroi frontale 3 et une paroi arrière 3', et comportant une entrée d'air 4 en partie inférieure et une sortie d'air 4' en partie supérieure de la paroi frontale 3. Ce caisson 2 renferme au moins une brique ou plaque 5 à résistance(s) chauffante(s) intégrée(s) (représentée de manière apparente sur la figure 1) 20 et au moins une résistance 6 de chauffage direct exposé à l'air 7 circulant dans le caisson 2, ladite au moins une plaque réfractaire chauffante 5 étant montée en regard de la paroi frontale 3 et la ou les résistance(s) de chauffage direct 6 étant montée(s) à proximité de l'entrée d'air inférieure 4. Ce caisson 2 comporte également une paroi interne 8 de protection et de 25 canalisation du flux d'air 7 circulant dans le caisson 2, s'étendant entre les parois frontale 3 et arrière 3', préférentiellement à faible distance de cette dernière, et dirigeant ledit flux d'air 7 vers la sortie d'air 4'. Conformément à l'invention, le radiateur 1 comprend également au moins un moyen 9 de mise en circulation forcée de l'air dans le caisson 30 2, comprenant au moins un ventilateur ou un moyen de soufflage analogue 9', disposé au niveau ou à proximité de l'entrée d'air 4 et sous la ou les plaque(s) chauffante(s) 5 et sous la ou les résistance(s) de chauffage direct 6. Grâce aux dispositions précitées, l'invention permet de disposer 35 d'un moyen supplémentaire de réglage de l'intensité de chauffage d'un radiateur combiné 1, intégrant des moyens résistifs de chauffage direct/instantané et des moyens de chauffage par libération de calories - 5 - accumulées dans la masse, ce par action sur le débit du flux d'air 7 circulant dans le caisson 2 et sa vitesse et puissance d'éjection au niveau de la sortie d'air supérieure 4'. Les différents paramètres et modes de fonctionnement pouvant 5 être commandés au niveau du radiateur comprennent par conséquent : - la circulation d'air, par convection naturelle (moyens 9 inactifs) ou par circulation forcée (moyens 9 actifs, avec une intensité réglable), - le chauffage du flux d'air 7 circulant dans le caisson 2, au 10 choix, par libération de calories stockées dans les briques ou plaques 5 et/ou par chauffage direct (résistance 6, par exemple à ailettes, active et réglable en puissance), - le chauffage par radiation depuis la paroi frontale 3, en fonction du niveau de chargement thermique des briques ou plaques 5. 15 On peut noter, qu'en outre, le ou les ventilateur(s) 9' peu(ven)t également servir de moyen de circulation d'air ambiant en l'absence d'un quelconque chauffage. Afin d'améliorer la circulation d'air par convection ou par circulation forcée, ainsi que l'échange calorique entre l'air et les briques ou 20 plaques 5, il peut être prévu : - que la ou les plaque(s) chauffante(s) 5 comporte(nt) sur sa ou leur face arrière 5', située à l'opposé de la paroi frontale 3 du caisson 2, des moyens 10 de guidage vertical de l'air sous la forme de conduits, par exemple constitués par une tôle 10' cannelée ou à section crénelée par 25 pliage et rapportée sur ladite face arrière 5' de la ou des plaque(s) 5, et/ou - que la ou les plaques(s) 5 chauffante(s) soi(en)t disposée(s) à distance de la paroi frontale 3 du caisson 2, et que des moyens 11 de guidage vertical de l'air sous la forme de conduits, par exemple constitués par une tôle 11' cannelée ou à section crénelée par pliage, rapportée sur la 30 ou les plaque(s) 5 ou sur la paroi frontale 3, soient présents entre ces deux éléments 5 et 3, les entrées inférieures desdits conduits 11 débouchant, le cas échéant, à l'extérieur du caisson 2. Les conduits 10, 11 guident ainsi l'air de bas en haut en lui faisant lécher la surface des briques ou plaques 5 thermo-accumulatrices. 35 Les briques ou plaques 5 peuvent consister en différents matériaux tels que, par exemple, de la fonte, de la faïence, un matériau - 6 - céramique ou réfractaire, dans lequel la résistance chauffante est noyée (figure 1). Pour améliorer la circulation d'air ascendant le long des plaques 5, celles-ci peuvent comporter un bord inférieur arrondi, en gradins (figure 5 2) ou biseauté (figure 7). Pour augmenter davantage encore le débit d'air dans les conduits, il peut être prévu que les parties de la tôle 10' ou 11' formant les moyens de guidage 10 ou 11 par coopération avec la ou les plaque(s) 5, comportent des ouvertures 12 en forme de fentes, d'encoches, de branchies 10 ou de crevées, orientées perpendiculairement à la direction longitudinale du conduit 10, 11 correspondant concerné. En vue d'aboutir à une construction modulaire du radiateur 2, permettant à l'utilisateur de choisir entre différentes variantes et facilitant la maintenance, le ou les moyen(s) 9 de mise en circulation forcée de l'air se 15 présente(nt) sous la forme d'un sous-ensemble fonctionnel amovible, rapporté en partie inférieure du caisson 2 du radiateur 1 et comprenant au moins un ventilateur 9' logé dans un contenant de protection 13 fermant ledit caisson 2 de montage et d'habillage et pouvant être assemblé amoviblement avec ce dernier. Le ou les ventilateur(s) 9' peu(ven)t par 20 exemple être installé(s) de manière démontable dans ce contenant 13. Préférentiellement et comme cela ressort des figures 1, 2 et 5, le contenant de protection peut consister en un boîtier 13, ouvert sur le dessus et comportant au moins un grille 13' sur le côté frontal du caisson 2 du radiateur 1, préférentiellement en regard des moyens 9 de mise en 25 circulation forcée de l'air, ce boîtier 13 étant monté sous l'entrée d'air 4 dudit caisson 2, laquelle se présente par exemple sous la forme d'une paroi ajourée ou grillagée. Cette paroi peut également faire partie intégrante du boîtier 13 (paroi supérieure de ce dernier). Avantageusement, le contenant de protection 13 peut être relié 30 à la base du caisson 2 du radiateur 1 par une liaison glissière à la manière d'un tiroir. Toutefois, un autre type de liaison démontable, telle qu'une liaison par vissage ou par accrochage, est également possible. Le radiateur 1 peut être mis en oeuvre et installé par accrochage à un mur 1' par l'intermédiaire du caisson 2 équipé de sites d'accrochage 2' 35 adéquats, ou être posé au sol lorsqu'il est équipé d'un contenant de protection 13 formant socle. - 7 - Dans ce dernier cas, le radiateur 1 peut être prévu mobile en équipant le contenant de protection 13 de moyens de roulement, tels que des roulettes 14. En accord avec une autre variante de réalisation constructive, 5 ressortant de la figure 7, le contenant 13 avec sa grille 13' et les ventilateurs 9' peuvent constituer ensemble un module amovible pouvant être fixé en partie inférieure du caisson 2. Ce module peut alors être équipé en partie supérieure d'une grille 4 et de moyens de solidarisation avec le bas du caisson 2 (par 10 exemple par accrochage/vissage). Ce module intégrant les ventilateurs 9' peut être interchangé comme l'illustre la figure 7, avec une simple grille de fermeture inférieure 20, lorsque seule une convection naturelle est souhaitée. Comme le montre la figure 2, la paroi interne 8 de protection et 15 de canalisation constitue par coopération avec la paroi arrière 3' un compartiment technique 15, isolé du flux d'air 7 circulant dans le caisson 2 et affecté au logement du câblage 16 d'alimentation, de commande et de signalement, ainsi qu'aux éventuels cartes, organes et composants électriques et électroniques de commande et de contrôle du radiateur 1. 20 Ladite paroi interne 8 peut être pourvue sur sa face tournée vers l'intérieur du caisson 2 d'au moins un capteur de température 17 et le volume interne de circulation d'air du caisson 2, formé entre la paroi interne 8 et la paroi frontale 3, peut se rétrécir en direction de la sortie d'air supérieure 4' (la paroi 8 est à ce niveau incurvée en direction de la sortie 4' et forme 25 déflecteur). Le radiateur 1 peut également comprendre un capteur de température ambiante 18 et un organe de réglage/affichage 19. Ce capteur 18 et cet organe 19 peuvent être montés directement sur le caisson 2 ou être installé(s) déporté(s) l'un et/ou l'autre. 30 Comme le montrent à titre d'exemple les figures 2 et 7, le capteur 18 peut être monté sur la face externe de la paroi arrière 3' du caisson 2 et l'organe 19 dans un boîtier 15', en partie haute du compartiment 15. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de 35 réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers - 8 - éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Radiateur électrique combiné (1) à chauffage par inertie et instantané, comprenant un caisson (2) de montage et d'habillage, sensiblement de forme parallélépipédique avec notamment une paroi frontale (3) et une paroi arrière (3'), et comportant une entrée d'air (4) en partie inférieure et une sortie d'air (4') en partie supérieure de la paroi frontale (3), ledit caisson (2) renfermant au moins une brique ou plaque (5) en matériau réfractaire à résistance(s) chauffante(s) intégrée(s) et au moins une résistance (6) de chauffage direct exposé à l'air (7) circulant dans le caisson (2), ladite au moins une plaque réfractaire chauffante (5) étant montée en regard de la paroi frontale (3) et la ou les résistance(s) de chauffage direct (6) étant montée(s) à proximité de l'entrée d'air inférieure (4), ledit caisson (2) comportant également une paroi interne (8) de protection et de canalisation du flux d'air (7) circulant dans le caisson (2), s'étendant entre les parois frontale (3) et arrière (3'), préférentiellement à faible distance de cette dernière, et dirigeant ledit flux d'air (7) vers la sortie d'air (4'), radiateur (1) caractérisé en ce qu'il comprend également au moins un moyen (9) de mise en circulation forcée de l'air dans le caisson (2), comprenant au moins un ventilateur ou un moyen de soufflage analogue (9'), disposé au niveau ou à proximité de l'entrée d'air (4) et sous la ou les plaque(s) réfractaire(s) chauffante(s) (5) et sous la ou les résistance(s) de chauffage direct (6). 2. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ou les plaque(s) réfractaire(s) chauffante(s) (5) comporte(nt) sur sa ou leur face arrière (5'), située à l'opposé de la paroi frontale (3) du caisson (2), des moyens (10) de guidage vertical de l'air sous la forme de conduits, par exemple constitués par une tôle (10') cannelée ou à section crénelée par pliage et rapportée sur ladite face arrière (5') de la ou des plaque(s) (5). 3. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ou les plaques(s) réfractaire(s) (5) chauffante(s) est(sont) disposée(s) à distance de la paroi frontale (3) du caisson (2), et en ce que des moyens (11) de guidage vertical de l'air sous la forme de conduits, par exemple constitués par une tôle (11') cannelée ou à section crénelée par pliage, rapportée sur la ou les plaque(s) (5) ou sur la paroi frontale (3), soient - 10 - présents entre ces deux éléments (5 et 3), les entrées inférieures desdits conduits (11) débouchant, le cas échéant, à l'extérieur du caisson (2). 4. Radiateur selon l'une au moins des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les parties de la tôle (10' ou 11') formant les moyens 5 de guidage (10 ou 11) par coopération avec la ou les plaque(s) (5), comportent des ouvertures (12) en forme de fentes, d'encoches, de branchies ou de crevées, orientées perpendiculairement à la direction longitudinale du conduit (10, 11) correspondant concerné. 5. Radiateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 10 caractérisé en ce que le ou les moyen(s) (9) de mise en circulation forcée de l'air se présente(nt) sous la forme d'un sous-ensemble fonctionnel amovible, rapporté en partie inférieure du caisson (2) du radiateur (1) et comprenant au moins un ventilateur (9') logé dans un contenant de protection (13) fermant ledit caisson (2) de montage et d'habillage et pouvant être assemblé 15 amoviblement avec ce dernier. 6. Radiateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le contenant de protection (13) consiste en un boîtier, ouvert sur le dessus et comportant au moins un grille (13') sur le côté frontal du caisson (2) du radiateur (1), préférentiellement en regard des moyens (9) de mise en 20 circulation forcée de l'air, ce boîtier (13) étant monté sous l'entrée d'air (4) dudit caisson (2), laquelle se présente par exemple sous la forme d'une paroi ajourée ou grillagée. 7. Radiateur selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le contenant de protection (13) est relié à la base du 25 caisson (2) du radiateur (1) par une liaison glissière à la manière d'un tiroir. 8. Radiateur selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le contenant de protection (13) est équipé de moyens de roulement, tels que des roulettes (14). 9. Radiateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, 30 caractérisé en ce que la paroi interne (8) de protection et de canalisation constitue par coopération avec la paroi arrière (3') un compartiment technique (15), isolé du flux d'air (7) circulant dans le caisson (2) et affecté au logement du câblage (16) d'alimentation, de commande et de signalement, ainsi qu'aux éventuels cartes, organes et composants électriques et électroniques de commande et de contrôle du radiateur (1), ladite paroi interne (8) étant pourvue sur sa face tournée vers l'intérieur du caisson (2) d'au moins un capteur de température (17) et le volume interne - 11 - de circulation d'air du caisson (2), formé entre la paroi interne (8) et la paroi frontale (3), se rétrécissant en direction de la sortie d'air supérieure (4').