Brevet FR3075350A1 — publié le 20190621

RADIATEUR A FLUIDE CALOPORTEUR AVEC DISTRIBUTION UNIFORME DE CHALEUR EN FACADE La presente invention se rapporte au domaine des radiateurs a fluide caloporteur, et porte plus particulierement sur un radiateur a fluide caloporteur avec distribution uniforme de chaleur en façade. Les radiateurs a fluide caloporteur comprennent d'une maniere generale une premiere conduite, une seconde conduite, parallele a la premiere conduite, et une pluralite de lames creuses reliees fluidiquement, par des orifices, aux premiere et seconde conduites et generalement perpendiculaires a celles-ci. En particulier, les lames sont disposees devant les conduites et constituent la fagade du radiateur. Ce type de radiateur est actuellement utilise dans une configuration en circuit ferme, dans laquelle des moyens de chauffage tels que du type resistance electrique sont prevus dans la premiere conduite et les conduites ne sont pas reliees a une source exterieure de fluide caloporteur. Il s'agit donc d'un radiateur electrique. En fonctionnement, les moyens de chauffage chauffent le fluide dans la premiere conduite, ce qui, du fait du phenomene de thermosiphon, met en mouvement le fluide pour le faire circuler dans les lames et les conduites, of l le fluide perdra de la chaleur en la cedant a l'environnement. De tels radiateurs electriques presentent l'inconvenient de procurer une distribution de la chaleur vers l'environnement qui n'est pas uniforme. En effet, avec une telle configuration, le fluide est chaud dans la premiere conduite et la region d'extremite correspondante des lames et froid dans l'autre region d'extremite des 2 lames et la seconde conduite, et l'on comprendra aisement que la distribution de chaleur est donc importante dans une premiere partie de la façade et faible dans la partie restante de la fagade. 5 Il en resulte donc un fort gradient thermique qui peut etre inconfortable pour l'utilisateur et qui peut dans certains cas obliger le radiateur a consommer une puissance electrique plus importante afin d'atteindre une valeur cible, par exemple pour la temperature reellement ressentie 10 par l'utilisateur. Dans les cas les plus desavantageux, une telle temperature cible peut ne pas pouvoir etre atteinte en raison de la valeur maximale imposee pour la temperature de surface des lames afin d'eviter un quelconque risque de 15 brUlure de l'utilisateur qui toucherait les lames. Par exemple, le seuil maximal de temperature de surface a ne depasser, en tout point des lames, peut etre de 85°C. De telles considerations ont pu conduire augmenter l'aire de surface de la façade, donc celle des 20 lames, et ainsi a augmenter les dimensions des radiateurs. Il existe donc un besoin pour un radiateur electrique a fluide caloporteur qui presente une meilleure uniformite de temperature de la fagade. La societe demanderesse se propose de resoudre ce 25 probleme par l'emploi de tubes supplementaires relies fluidiquement au moins a la conduite basse ainsi qu'a au moins une lame, de maniere directe ou indirecte, de fagon a modifier, par rapport a ce que l'on trouve dans l'art anterieur, le chemin suivi par le fluide caloporteur en le 30 faisant s'ecouler dans les tubes puis dans les lames, et non plus en le faisant s'ecouler directement dans les lames. 3 En effet, la societe demanderesse s'est apergue que, de maniere inattendue, l'on peut ameliorer l'uniformite de la temperature de surface de la façade, en d'autres termes reduire le gradient de thermique, en 5 ameliorant la circulation du fluide caloporteur dans les lames, et que cette circulation etait entravee par le fait que le debit au niveau du passage entre la premiere conduite et chaque lame est limite en raison du diametre faible des orifices qu'impose une liaison des lames a la 10 premiere conduite. Les tubes supplementaires permettent de contourner cette limitation du debit entre la conduite et l'au moins une lame et de faire entrer du fluide caloporteur chaud dans la region d'extremite des lames qui 15 se situe cote oppose a celui of l sont present les moyens de chauffage. Les tubes supplementaires offrent egalement une surface supplementaire en contact avec l'environnement, ce qui permet d'ajouter un echange de chaleur par connexion qui participe a la plus grande efficacite du radiateur 20 selon la presente invention. On a pu egalement constater que l'on assure ainsi une circulation du fluide qui est bien meilleure que dans l'art anterieur, dans une mesure telle que l'on obtient une uniformite de temperature en fagade. Ceci permet, par 25 exemple, de disposer d'un appareil plus contact avec les mei-nes performances en temperature et en puissance electrique, ou un meilleur effet de chauffage a une puissance electrique donnee. La societe demanderesse s'est egalement apergue 30 que la solution selon la presente invention n'est pas limitee aux radiateurs electriques, en circuit ferme, mais qu'elle pourrait tout a fait etre appliquee a un radiateur 4 en circuit ouvert faisant partie d'un systeme de chauffage central. La presente invention a donc pour objet un radiateur a fluide caloporteur comprenant une premiere 5 conduite, une seconde conduite et un ensemble façade formant une façade du radiateur, l'ensemble fagade comprenant une pluralite de lames creuses qui sont en communication fluidique avec les premiere et seconde conduites, le radiateur etant caracterise par le fait qu'il 10 comprend en outre plusieurs tubes, dit de repartition, qui sont situes derriere l'ensemble façade et qui sont en communication fluidique d'une part avec la premiere conduite et, d'autre part, avec au moins une lame de l'ensemble façade, en au moins un emplacement en partie 15 superieure de l'au moins une lame, ledit au moins un emplacement se trouvant dans la partie de l'au moins une lame qui se situe au voisinage de la seconde conduite, de fagon a permettre au fluide caloporteur, en fonctionnement, d'entrer dans les tubes de repartition a partir de la 20 premiere conduite, de s'ecouler le long des tubes de repartition, puis d'entrer dans l'au moins une lame et s'ecouler le long de l'au moins une lame avant d'entrer de nouveau dans la premiere conduite. De preference, chaque tube de repartition est en 25 communication fluidique avec la premiere conduite par l'intermediaire d'un premier passage et les lames sont en communication fluidique avec la premiere conduite chacune par l'intermediaire d'un second passage, la section transversale du premier passage et la section transversale 30 interne de l'au moins un tube de repartition etant egales ou superieures a la section transversale des seconds passages. Prevoir qu'au moins la section transversale interne des tubes de repartition soit superieure a celle du 5 second passage permet de limiter le nombre de tubes de repartition qui est necessaire pour obtenir une uniformite suffisante de la distribution de chaleur en façade. De preference, le radiateur comprend, pour chaque 5 lame, au mains un tube de repartition situe derriere ladite lame. De facon encore davantage preferee, le radiateur comprend, pour chaque lame, deux tubes de repartition situes chacun derriere l'une respective des deux regions de 10 bord longitudinal de ladite lame. De preference, un intervalle est present entre chaque tube de repartition et la lame derriere laquelle it se situe. Prevoir un tel intervalle permet d'augmenter encore davantage l'echange de chaleur par connexion entre 15 les tubes de repartition et l'environnement. Les tubes de repartition pourraient etre communication fluidique directe avec l'au mains une lame, savoir que les tubes de repartition deboucheraient directement dans au mains une lame. Toutefois, selon une 20 configuration particuliere preferee du radiateur selon la presente invention, les tubes de repartition sont en communication fluidique avec l'au mains une lame par l'intermediaire de la seconde conduite, et a cet effet les tubes de repartition debouchent dans la seconde conduite. 25 Les conduites peuvent etre horizontales et les lames peuvent etre verticales. Bien entendu, on pourrait prey-air des conduites qui soient verticales et des lames qui soient horizontales. Chaque emplacement de communication fluidique 30 precite entre deux elements parmi les premiere et seconde conduites, les lames et chaque tube de repartition, est forme par un orifice dans un premier de ces deux elements 6 et par un orifice dans le second de ces deux elements, lesquels orifices etant alignes l'un avec l'autre. De preference, les lames sont assemblees aux tubes de repartition par des soudures ou des brasures. 5 Les premiere et seconde conduites peuvent etre fermees a leurs extremites, de sorte que le radiateur est en circuit ferme, des moyens de chauffage electriques etant prey-us dans la premiere conduite, le radiateur etant ainsi un radiateur electrique. 10 Toutefois, comme indique ci-dessus, la solution selon la presente invention n'est pas limitee a un radiateur electrique, en circuit ferme, mais elle pourrait tout a fait etre appliquee a un radiateur en circuit ouvert faisant partie d'un systeme de chauffage central. Ainsi, 15 en variante, la premiere conduite peut etre ouverte a une extremite, laquelle est configuree pour etre reliee a un tuyau d'arrivee de fluide caloporteur chaud, et la seconde conduite peut etre ouverte a une extremite, laquelle est configuree pour etre reliee a un tuyau de sortie de fluide 20 caloporteur, de sorte que le radiateur est en circuit ouvert. Pour mieux illustrer l'objet de la presente invention, on va en decrire ci-apres, a titre illustratif et non limitatif, un mode de realisation particulier, avec 25 reference aux dessins annexes. Sur ces dessins : - la Figure 1 est une vue schematique en perspective de l'avant d'un radiateur selon un mode de realisation de 30 la presente invention ; 7 - les Figures 2 et 3 sont des vues schematiques en plan respectivement de l'arriere et de l'avant du radiateur de la Figure 1 ; 5 - la Figure 4 est une vue schematique en coupe horizontale a travers la conduite de sortie de fluide caloporteur, suivant le plan de coupe IV-IV ; - la Figure 5 est une vue schematique en coupe verticale 10 suivant le plan de coupe V-V, passant par l'axe d'un tube de repartition ; et - la Figure 6 est une vue schematique de detail de la partie superieure encerclee de la Figure 5. 15 On souligne ici que le radiateur selon un mode de realisation particulier de la presente invention est represents de maniere schematique sur les dessins, de fagon a illustrer le principe a la base de la presente invention. 20 Si l'on se refere tout d'abord aux Figures 1 et 2, on peut voir qu'un radiateur electrique a fluide caloporteur 1, ci-apres designs par radiateur 1 dans un souci de concision, comprend, de maniere classique, en partie basse une conduite inferieure 2 et en partie haute 25 une conduite superieure 3, reliees fluidiquement par une pluralite de lames creuses verticales 4 formant la façade du radiateur 1. Le radiateur 1 etant en circuit ferme, des moyens de chauffage (non representes) sont prey-us dans la conduite 30 inferieure2 de fagon a chauffer le fluide et le mettre ainsi en mouvement dans le radiateur 1. Par consequent, les conduites inferieure 2 et superieure 3 correspondent respectivement auxdites premiere et seconde conduites mentionnees ci-dessus. 8 Plus particulierement, comme on peut mieux le voir sur les Figures 5 et 6, les conduites inferieure 2 et superieure 3 comportent chacune une serie de paires de premiers orifices 21, 31 radiaux cylindriques dont les axes 5 sont horizontaux et paralleles entre eux, les premiers orifices 21, 31 debouchant tous cote façade du radiateur 1. Il est prevu un meme nombre de premiers orifices 21, 31, savoir douze dans l'exemple represents sur les dessins, et a chaque premier orifice 21 de la conduite inferieure 2 10 correspond un premier orifice 31 de la conduite superieure 3 qui est aligns verticalement avec ledit premier orifice 21. Chaque lame 4 se presente globalement sous la forme d'un element tubulaire plat de section transversale 15 rectangulaire ou oblongue comme dans l'exemple represents sur les dessins, et comporte ainsi une face avant 41, dirigee vers l'environnement a chauffer, et une face arriere 42 opposee a la face avant 41 et appliquee contre les conduites inferieure 2 et superieure 3. Une paire de 20 premier orifices 43 est realisee, dans la face arriere 42, dans chacune des deux regions d'extremite longitudinale de chaque lame 4, dans une position telle qu'une paire de premiers orifices 43 est alignee avec une paire de premiers orifices 21 de la conduite inferieure 2 tandis que l'autre 25 est alignee avec la paire de premiers orifices 31 correspondant de la conduite superieure 3. Il y a ainsi six lames 4 dans l'exemple represents sur les dessins. Le radiateur 1 est remarquable en ce qu'il comprend des tubes supplementaires 5, dits de repartition, 30 dans l'exemple represents deux pour chaque lame 4. Les tubes de repartition 5 peuvent etre de simples tubes rectilignes, comme representes schematiquement sur les dessins, presentant un premier 9 orifice 51 a chacune de leurs deux extremites longitudinales. Par ailleurs, les conduites inferieure 2 et superieure 3 comportent chacune une serie de paires de 5 seconds orifices 22, 32 radiaux cylindriques dont les axes sont verticaux et paralleles entre eux, les seconds orifices 22 de la conduite inferieure 2 debouchant vers le haut tandis que les seconds orifices 32 de la conduite superieure 3 debouchent vers le bas. Il est prevu un meme 10 nombre de paires de seconds orifices 22, 32 que de paires de premiers orifices 21, 31 et chaque second orifice 22, 32 est positionne pour que son axe appartienne a un plan vertical passant par l'axe d'un premier orifice 21, 31 correspondant. En d'autres termes, pour chacune des 15 conduites inferieure 2 et superieure 3 on a prevu des paires, ici douze, d'un premier orifice 21, 31 et d'un second orifice 22, 32 perpendiculaires l'un a l'autre. Chaque tube de repartition 5 est dispose verticalement entre les conduites inferieure 2 et 20 superieure 3 et est dimensionne pour que le premier orifice 51 en partie basse soit aligne avec un premier orifice 21 de la conduite inferieure 2 et que le premier orifice 51 en partie haute soit aligne avec le premier orifice correspondant 31 de la conduite superieure 3. En d'autres 25 termes, derriere chaque lame 4 s'etend deux tubes de repartition 5. En particulier, l'espacement entre les differents orifices est tel que chaque tube de repartition 5 s'etendent derriere une region respective de bord longitudinal, ici vertical, de la lame 4 correspondante. 30 Ainsi, en résumé, chaque tube de repartition 5 est en communication de fluide avec la conduite inferieure 2 en partie basse et avec la conduite superieure 3 en partie haute. 10 On souligne ici que dans l'exemple illustre la section transversale des premiers orifices 51 et des seconds orifices 22, 32 sont identiques et egales a celles des premiers orifices 21, 31 et 43, mais que la section 5 transversale interne des tubes de repartition 5 est plus grande. Par consequent, en fonctionnement, le fluide caloporteur chauffe dans la conduite inferieure 2 entrera plutot dans les tubes de repartition 5, en passant par les 10 seconds orifices 22 et les premiers orifices 51, tubes dans lesquels il montera jusqu'a la conduite superieure 3 en passant par les premiers orifices 51 et les seconds orifices 32, puis le fluide caloporteur encore chaud, bien qu'il est cede de la chaleur par connexion lors de sa 15 montee dans les tubes de repartition 5, entrera dans chacune des lames 4 en passant par chacun des premiers orifices 31, 43 et descendra dans les lames 4, en cedant de la chaleur via la facade, pour en sortir et entrer dans la conduite inferieure 2 en passant par les premieres orifices 20 43, 21, dans laquelle il sera de nouveau chauffe par les moyens de chauffage et ainsi amene a entrer de nouveau dans les tubes de repartition 5 et a effectuer le cycle decrit ci-dessus. Tous les orifices decrits ci-dessus pourront etre 25 realises par tout moyen approprie, comme par exemple par pergage, et les differents elements (conduites 2, 3, lames 4 et tubes 5) pourront etre assembles de maniere classique, notamment par soudage comme par exemple decrit dans la demande de brevet frangais FR 2 925 374, d'une maniere 30 assurant l'etancheite de la communication fluidique entre les elements. Il est bien entendu que le mode de realisation ci-dessus de la presente invention a ete donne a titre 11 indicatif et non limitatif et que des modifications pourront y etre apportees sans que l'on s'ecarte pour autant du cadre de la presente invention. Ainsi, le radiateur decrit ci-dessus pourra faire 5 partie d'un systeme de chauffage central, auquel cas les moyens de chauffage ne seront pas prey-us, une extremite de la conduite superieure 3 sera reliee a un tuyau d'arrivee de fluide caloporteur chaud et une extremite de la conduite inferieure 2, de l'autre cote du radiateur 1, sera reliee a 10 un tuyau de sortie de fluide caloporteur froid, et ce d'une maniere bien connue en soi. Dans une telle configuration, REVENDICATIONS1 - Radiateur (1) a fluide caloporteur comprenant une premiere conduite (2), une seconde conduite (3) et un 5 ensemble façade formant une façade du radiateur (1), l'ensemble façade comprenant une pluralite de lames creuses (4) qui sont en communication fluidique avec les premiere et seconde conduites (2, 3), le radiateur (1) etant caracterise par le fait qu'il comprend en outre plusieurs 10 tubes (5), dit de repartition, qui sont situes derriere l'ensemble fagade et qui sont en communication fluidique d'une part avec la premiere conduite (2) et, d'autre part, avec au moins une lame (4) de l'ensemble façade, en au moins un emplacement de l'au moins une lame (4), ledit au 15 moins un emplacement se trouvant dans la partie de l'au moins une lame (4) qui se situe au voisinage de la seconde conduite (3), de fagon a permettre au fluide caloporteur, en fonctionnement, d'entrer dans les tubes de repartition (5) a partir de la premiere conduite (2), de s'ecouler le 20 long des tubes de repartition (5), puis d'entrer dans l'au moins une lame (4) et s'ecouler le long de l'au moins une lame (4) pour entrer de nouveau dans la premiere conduite (2). 2 - Radiateur (1) selon la revendication 1, 25 caracterise par le fait que chaque tube de repartition (5) est en communication fluidique avec la premiere conduite (2) par l'intermediaire d'un premier passage et les lames (4) sont en communication fluidique avec la premiere conduite (2) chacune par l'intermediaire d'un second 30 passage, la section transversale du premier passage et la section transversale interne des tubes de repartition (5) etant egales ou superieures a la section transversale des seconds passages. 13 3 - Radiateur (1) selon la revendication 2, caracterise par le fait qu'il comprend, pour chaque lame (4), au moins un tube de repartition (5) situe derriere ladite lame (4). 4 - Radiateur (1) selon la revendication 3, caracterise par le fait qu'il comprend, pour chaque lame (4), deux tubes de repartition (5) situes chacun derriere l'une respective des deux regions de bord longitudinal de ladite lame (4). 5 - Radiateur (1) selon l'une des revendications 3 et 4, caracterise par le fait qu'un intervalle est present entre chaque tube de repartition (5) et la lame (4) derriere laquelle it se situe. 6 - Radiateur (1) selon l'une des revendications 1 a 5, caracterise par le fait que les tubes de repartition (5) sont en communication fluidique avec l'au moins une lame (4) par l'intermediaire de la seconde conduite (3), et a cet effet les tubes de repartition (5) debouchent dans la seconde conduite (3). 7 - Radiateur (1) selon l'une des revendications 1 a 6, caracterise par le fait que les conduites (2, 3) sont horizontales et les lames (4) sont verticales. 8 - Radiateur (1) selon l'une des revendications 1 a 7, caracterise par le fait que les lames (4) sont 25 assemblees aux tubes de repartition (5) par des soudures ou des brasures. 9 - Radiateur (1) selon l'une des revendications 1 a 8, caracterise par le fait que les premiere et seconde conduites (2, 3) sont fermees a leurs extremites, de sorte 30 que le radiateur (1) est en circuit ferme, des moyens de chauffage electriques etant prey-us dans la premiere conduite (2), le radiateur (1) etant ainsi un radiateur electrique. 14 10 - Radiateur selon l'une des revendications 1 a 8, caracterise par le fait que la premiere conduite est ouverte a une extremite, laquelle est configuree pour etre reliee a un tuyau d'arrivee de fluide caloporteur chaud, et 5 la seconde conduite est ouverte a une extremite, laquelle est configuree pour etre reliee a un tuyau de sortie de fluide caloporteur, de sorte que le radiateur est en circuit ouvert.