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Radiateur à panneaux anti court-circuit pour chauffage central.
La présente invention concerne un radiateur de chauffage central, du type dit à panneaux , et dont la conception de ces panneaux leur permettent d'avoir, par procédé interne, leurs connexions de départ et retour très rapprochées , sans que ne puisse se produire de passage direct de fluide caloporteur(court-circuit) entre ces deux connexions.
Ceci permet de simplifier beaucoup le travail des tuyauteries extérieures de raccordement Les radiateurs actuels du type dit à panneaux peuvent se décrire comme suit : ils sont formés de un ou plusieurs panneaux et sont équipés de blocs de connexion (5) à la fois à leur liaison mécanique et à leur communication avec le circuit de fluide caloporteur. Les panneaux sont ou non dotés d'ailettes réalisant des cheminées de convection.
Les panneaux sont formés de deux faces parallèles réunies entre elles et dont les surfaces en contact sont solidarisées par soudures continues ou par points(l) ; les faces peuvent être formées sur des tôles séparées ou se trouver sur une seule tôle que l'on replie sur elle-même..
Les tôles sont profilées pour former, lorsqu'on les assemble, le cheminement du fluide caloporteur. Dans la grande majorité du matériel existant ce cheminement peut être décrit comme suit : -une colonne horizontale supérieure servant à la distribution du fluide dans les colonnes verticales d'échange(2).
-une série de colonne verticales d'échange (3) -une colonne horizontale inférieure servant à la récolte du fluide de retour des colonnes verticales (4).
Les colonnes horizontales aussi bien supérieure qu'inférieure sont pourvues, à gauche et à droite, d'orifices prévus pour la connexion avec le circuit caloporteur.
La Fig. 2 donne une coupe dans un panneau actuel.
Le meilleur échange des panneaux avec l'ambiance est obtenu lorsque les lois de la convection sont respectées : - l'émission est proportionnelle au plus grand delta t possible tout au long du parcours d'échange , pour cela celui-ci doit s'effectuer à contre-courant ; l'air circulant de bas en haut sous l'effet de la convection, le fluide dans le panneau doit circuler de haut en bas (6)..
- l'émission est également proportionnelle à la grandeur de la surface d'échange et pour que l'entièreté du panneau participe y pleinement, il doit être traversé de manière uniforme par le fluide chauffant et pour cela les orifices d'amenée et de retour de fluide doivent être distanciés et se trouver en opposition (7) sur le panneau.
Dans la conception actuelle des panneaux, cela revient à amener le fluide par un des deux orifices supérieurs et le reprendre par l'un des deux orifices inférieurs ; ceci impose un travail de tuyauteries extérieures aux panneaux, travail à la fois coûteux en matière et en main- d'oeuvre et travail souvent inesthétique (8), de plus, les tuyauteries occupent un espace important latéralement au radiateur (9) .
C'est en tentant de remédier à ces inconvénients pratiques et esthétiques que les constructeurs présentent des radiateurs dit à tuyauteries intégrées .Ces radiateurs ont leurs tuyauteries qui restent extérieures aux panneaux eux-mêmes mais elles sont dissimulées entre panneaux, à l'intérieur du radiateur(10) ; ceci solutionne le problème en partie puisque le raccordement aux tuyauteries du circuit est court ce qui est favorable sur le plan esthétique et ce qui réduit la main d'oeuvre sur chantier, de plus ce raccordement s'effectue à la partie inférieure du radiateur ce qui tend encore à le dissimuler(11) ; l'espace latéral occupé par la tuyauterie et robinetterie est fortement réduit également puisque seule la tête du robinet dépasse encore(12).;
malheureusement ces tuyauteries intégrées sont coûteuses et grèvent lourdement
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le prix du radiateur ; de plus cela pose un problème pour les radiateurs avec pattes soudées à l'arrière et qui ne peuvent être retournés pour le raccordement à gauche ou à droite, dans ce cas ils doivent être construits d'origine, coté gauche ou coté droit et cela nécessite un double stockage chez le fabricant et chez le stockiste.
Grâce à la conception anti court-circuit des panneaux du radiateur présenté ici, la distanciation nécessaire entre l'entrée et la sortie des panneaux, ainsi que la distribution à contre-courant ne sont plus assurées par le travail de tuyauteries extérieures mais s'effectuent directement dans les panneaux eux-mêmes ; La colonne d'amenée du fluide est formée par matriçage des tôles (13), il y a ajout d'un bloc de connexion(14) Les connexions peuvent adopter l'entr'axes de 50mm(15) qui a été normalisé pour les radiateurs à tuyauteries intégrées existants actuellement, et au sujet duquel existe une nombreuse robinetterie et dont une partie pourrait rester utilisable avec le présent procédé.
Il est à noter que le conduit d'amenée ainsi formé participe et s'intègre à la surface d'échange (16); le robinet étant placé à la base de ce conduit, celui-ci est sous son contrôle ; cet échange s'effectue à courant parallèle(17) mais comme la grande majorité de la surface reste à contre-courants (18) que cette partie est de faible surface , il n'y a pas modification réellement sensible de l'émission qu'aurait le même panneau entièrement à contre-courants.
La Fig. 8 donne une vue en perspective éclatée et vue des raccordements.
La Fig. 9 donne une coupe du radiateur à panneaux anti court-circuit et vue des raccordements.
Comme pour le radiateur à tuyauteries intégrées, le raccordement aux tuyauteries est court et demande peu de main-d'oeuvre sur chantier(19).Par contre , ici l'espace latéral occupé par la tuyauterie et la robinetterie est réduit à zéro.(20).
Il est encore à signaler que la perte de charge subie par le fluide est moindre que dans le radiateur classique , la montée du fluide dans chaque panneaux s'effectuant à vitesse moindre que dans la tuyauterie unique pour l'ensemble des panneaux.
Grâce à la simplicité du procédé et son coût très réduit, ainsi que les nombreuses possibilités de raccordement qu'il garde (les quatre connexions traditionnelles peuvent être conservées), le radiateur présenté ici pourra remplacer à la fois le radiateur standard à tuyauteries extérieures et le radiateur à tuyauteries intégrées.
Les avantages qui en résultent sont évidents à la fois : - pour le fabricant : -un seul modèle à fabriquer ,donc à séries plus élevées, soit moindre coût.
-un seul stock, soit moindre coût.
- pour le grossiste :- -un seul stock, soit moindre coût et moins de surface mobilisée -commandes et gestion simplifiées.
- pour l'installateur : -décision sur chantier, au coup par coup et selon le contexte pour un raccordement en tuyauteries extérieures classiques ou dissimulées par raccordements inférieurs,.
-pour lui aussi simplicité des commandes pour l'utilisateur : -travail plus esthétique sans supplément de coût.
La réalisation du procédé est simple, à coût très réduit puisque le conduit d'amenée du fluide peut être réalisé par matriçage des tôles du panneau ; d'une manière pratique, et par souci d'esthétisme, ce conduit peut être identique aux colonnes verticales d'échange. Si le radiateur est muni de pattes soudées à l'arrière, ce qui empêche de le retourner pour avoir les
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connexions à droite ou à gauche, et si on désire garder cette possibilité, un conduit peut être prévu de chaque côté du panneau avec l'ajout d'un autre bloc de connexions supplémentaires, le seul inconvénient sera que, lors du fonctionnement, l'un de ces deux conduits sera hors circulation du fluide.
Une seconde réalisation consiste à utiliser un ou plusieurs séparateurs internes(21) entre les connexions d'aller et de retour ; ce second mode de réalisation devrait permettre à beaucoup de modèles existants de s'adapter au concept anti court-circuit , sans devoir modifier le matriçage existant de leurs tôles ; ainsi il suffira d'insérer un séparateur, par exemple dans la colonne horizontale de récolte des retours, d'ajouter un bloc de connexions de retour et d'inverser la circulation dans la première colonne verticale(Fig.lO) ; cet exemple n'est pas limitatif dans le mode de réalisation du concept, c'est ainsi que par ex. : le séparateur peut être inséré dans une colonne verticale, etc....
Le système séparateur pourrait consister dans le placement à l'endroit requis, d'un manchon de matière synthétique se dilatant et durcissant lors du passage du radiateur dans le four de cuisson de peinture.
Le système séparateur pourrait aussi être constitué par le placement à l'endroit requis, d'un insert de matière diverse, éventuellement bordé d'un joint de matière souple pour assurer l'étanchéité (relative) entre les conduits et de compenser les nécessaires tolérances de placement lors de la constitution des panneaux..
Le système séparateur pourrait encore être formé par matriçage, poinçonnage ou soudure de tôles.
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Radiator with anti-short-circuit panels for central heating.
The present invention relates to a central heating radiator, of the so-called panel type, and the design of these panels allows them to have, by internal process, their very close flow and return connections, without any passage being possible. direct heat transfer fluid (short circuit) between these two connections.
This makes it possible to greatly simplify the work of the external connection pipes. The current radiators of the so-called panel type can be described as follows: they are formed from one or more panels and are equipped with connection blocks (5) at the time of their connection. mechanical and their communication with the heat transfer fluid circuit. The panels may or may not have fins providing convection chimneys.
The panels are formed from two parallel faces joined together and whose contact surfaces are joined by continuous or spot welds (l); the faces can be formed on separate sheets or be on a single sheet which is folded back on itself.
The sheets are profiled to form, when assembled, the path of the heat transfer fluid. In the vast majority of existing equipment this path can be described as follows: -an upper horizontal column used for the distribution of the fluid in the vertical exchange columns (2).
-a series of vertical exchange columns (3) -a lower horizontal column used to collect the return fluid from the vertical columns (4).
The horizontal columns, both upper and lower, are provided, on the left and on the right, with holes provided for connection with the heat-carrying circuit.
Fig. 2 gives a section in a current panel.
The best exchange of panels with the atmosphere is obtained when the laws of convection are respected: - the emission is proportional to the largest delta t possible along the exchange route, for this it must be done against a current ; the air circulating from bottom to top under the effect of convection, the fluid in the panel must circulate from top to bottom (6).
- the emission is also proportional to the size of the exchange surface and for the entire panel to participate fully, it must be uniformly traversed by the heating fluid and for this the supply and return orifices fluid must be distanced and be in opposition (7) on the panel.
In the current design of the panels, this amounts to bringing the fluid through one of the two upper orifices and taking it up through one of the two lower orifices; this requires work of piping outside the panels, work both costly in material and labor and often unsightly work (8), in addition, the pipes occupy a large space laterally to the radiator (9).
It is by trying to remedy these practical and aesthetic drawbacks that manufacturers present radiators known as with integrated piping. These radiators have their piping which remains outside the panels themselves but they are hidden between panels, inside the radiator (10); this partly solves the problem since the connection to the circuit piping is short, which is favorable from an aesthetic point of view and which reduces labor on site, moreover this connection is made to the lower part of the radiator which still tends to conceal it (11); the lateral space occupied by the piping and fittings is also greatly reduced since only the tap head still protrudes (12) .;
unfortunately these integrated pipes are expensive and strike heavily
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the price of the radiator; moreover this poses a problem for radiators with legs welded at the rear and which cannot be turned over for connection on the left or on the right, in this case they must be built of origin, left side or right side and this requires double storage at the manufacturer and at the stockist.
Thanks to the anti-short-circuit design of the radiator panels presented here, the necessary distance between the input and output of the panels, as well as the counter-current distribution, are no longer ensured by the work of external piping but are carried out directly into the panels themselves; The fluid supply column is formed by stamping the sheets (13), there is the addition of a connection block (14) The connections can adopt the 50mm spacing (15) which has been standardized for radiators with integrated piping currently existing, and about which there is a large number of valves and a part of which could remain usable with the present process.
It should be noted that the supply duct thus formed participates in and integrates with the exchange surface (16); the valve being placed at the base of this conduit, it is under its control; this exchange takes place with parallel current (17) but since the great majority of the surface remains against the current (18) that this part is of small surface, there is no really significant modification of the emission that would have the same panel entirely against the tide.
Fig. 8 gives an exploded perspective view and view of the connections.
Fig. 9 gives a section of the radiator with anti-short-circuit panels and view of the connections.
As with the radiator with integrated pipes, the connection to the pipes is short and requires little labor on site (19) .However, here the lateral space occupied by the pipes and fittings is reduced to zero. 20).
It should also be noted that the pressure drop undergone by the fluid is less than in the conventional radiator, the rise of the fluid in each panel taking place at a lower speed than in the single piping for all of the panels.
Thanks to the simplicity of the process and its very reduced cost, as well as the many connection possibilities that it keeps (the four traditional connections can be kept), the radiator presented here can replace both the standard radiator with external pipes and the radiator with integrated pipes.
The resulting advantages are obvious at the same time: - for the manufacturer: - only one model to manufacture, therefore in higher series, ie lower cost.
-one stock, or lower cost.
- for the wholesaler: - - a single stock, ie lower cost and less space mobilized - simplified orders and management.
- for the installer: -decision on site, piecemeal and depending on the context for a connection in conventional external pipes or concealed by lower connections ,.
- for its simplicity of orders for the user: - more aesthetic work without additional cost.
The implementation of the method is simple, at very reduced cost since the fluid supply duct can be produced by stamping the sheets of the panel; in a practical way, and for the sake of aesthetics, this duct can be identical to the vertical exchange columns. If the radiator has legs welded to the rear, which prevents it from being turned over to have the
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connections on the right or on the left, and if one wishes to keep this possibility, a conduit can be provided on each side of the panel with the addition of another block of additional connections, the only drawback will be that, during operation, the one of these two conduits will be out of circulation of the fluid.
A second embodiment consists in using one or more internal separators (21) between the outward and return connections; this second embodiment should allow many existing models to adapt to the anti-short-circuit concept, without having to modify the existing stamping of their sheets; thus it will suffice to insert a separator, for example in the horizontal column for collecting returns, to add a block of return connections and to reverse the circulation in the first vertical column (Fig.lO); this example is not limiting in the embodiment of the concept, this is how, for example. : the separator can be inserted in a vertical column, etc ...
The separator system could consist in the placement in the required place, of a plastic sleeve expanding and hardening during the passage of the radiator in the paint baking oven.
The separator system could also be constituted by the placement at the required place, of an insert of various material, possibly bordered by a joint of flexible material to ensure the (relative) seal between the conduits and to compensate for the necessary tolerances. of placement during the constitution of the panels.
The separator system could also be formed by stamping, punching or welding of sheets.