<Desc/Clms Page number 1>
Il Perfectionnements aux systèmes de chauffage électrique dans les bâtiments ".
La présente invention est relative au chauffage d'un plancher de bâtiment, à l'aide d'un élément de chauffage' électrique incorporé dans le plancher.
Suivant l'invention, un plancher comporte un élément de chauffage électrique, qui est de forme allongée et qui est disposé dans un dispositif de retenue métallique à une distance notable sous la surface du plancher, et un élé- ment métallique porteur de la chaleur s'étendant vers le haut à travers le plancher est prévu entre l'élément de chauffage et un élément distributeur de chaleur constitué par un élément métallique perforé disposé au voisinage de la surface du plancher'. Lorsque l'élément porteur de
<Desc/Clms Page number 2>
la chaleur est de forme appropriée, il peut constituer le dispositif de retenue pour l'élément de chauffage, un dis- positif de retenue métallique séparé étant prévu dans les autres cas.
Lorsque le système est en service, la chaleur prove- nant de l'élément de chauffage est transmise de celui-ci, par l'intermédiaire de l'élément porteur de la chaleur, à l'élément distributeur de chaleur et la chaleur est transmi- se de ce dernier à la surface du plancher et rayonnée à partir de celle-ci.
L'élément porteur de la chaleur peut se présenter sous diverses formes. Ainsi, il peut comporter une partie tubulaire servant de dispositif de retenue de l'élément chauf- fant et une paire de branches s'étendant vers le haut et munies à leurs extrémités supérieures de flasques s'étendant en sens opposés et aptes à établir un bon contact thermique avec l'élément métallique perforé. D'autres formes d'élément porteur de la chaleur peuvent, toutefois, être employées et cet élément peut être perforé ou autrement conformé de façon à permettre à la matière constitutive du plancher de s'étendre à travers la partie s'étendant vers le haut de l'élément porteur de la chaleur ou de façon à permettre l'obtention d'un effet de verrouillage ou de blocage mutuell entre l'élément porteur de la chaleur et la matière constitutive du plancher.
L'invention est particulièrement avantageuse dans les cas où il est nécessaire ou souhaitable de disposer d'un plancher d'une épaisseur importante, par exemple, dans le cas où des boulons de fixation pour l'assise de machines doivent être fixés au plancher . Dans ces cas, la position de l'élément chauffant peut être choisie de telle façon qu'il n'y ait pas de risque qu'il soit endommagé par les boulons, même s'il s'avérait nécessaire de placer ces bou-
<Desc/Clms Page number 3>
lons directement au-dessus de l'élément chauffant. Les ma- chines à fixer à l'aide des boulons peuvent, dès lors, être placées dans les positions les mieux appropriées après le montage du plancher.
Les matériaux employés pour constituer le plancher peuvent être ceux communément utilisés dans la construction de bâtiments. Le plancher peut, par exemple, être complète- ment en béton ou peut comprendre une partie inférieure en béton constituée de blocs précoulés ou moulés in situ et une partie supérieure en une ou des matières aptes à confé- rer toute forme voulue à la surface supérieure du plancher.
Quelques formes de réalisation de l'invention seront décrites à présent, à titre d'exemples, en se référant aux dessins ci-annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue en élévation terminale, après coupe et brisure partielle; la figure 2 est une vue en élévation latérale, après coupe sensiblement suivant la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une vue en plan correspondant à la figure 1, une partie de la partie supérieure du plancher étant omise ;
la figure 4 est, après coupe, une vue en élévation terminale, fragmentaire correspondant à la figure 1 et mon- trant un boulon de fondation fixé au plancher et disposé au-dessus d'un élément chauffant, et les figures 5 à 9 inclusivement sont des vues fragmen- taires montrant diverses formes d'élément chauffant, les figures 5 à 7 étant des vues en perspective, tandis que la figure 8 est une vue latérale et la figure 9 est une vue en bout de la figure 8.
Dans chacune des vues précitées, l'élément de chauffage électrique, désigné dans son ensemble par la notation de référence 1, comprend une paire de conducteurs 3, une matière
<Desc/Clms Page number 4>
isolante 4, par exemple de l'asbeste, pour les conducteurs et un revêtement protecteur extérieur 2. Ce dernier peut, par exemple, être une gaine en plomb, mais il peut aussi être constitué d'autres matières pouvant s'avérer avantageuses. L'élément chauffant est de forme allongée et est disposé à la partie inférieure du plancher à une distance sensible de la surface dudit plancher.
Aux figures 1 à 4, le plancher comprend une série de blocs de béton précoulés 5, qui sont placés l'un à côté de l'autre et un revêtement supérieur 6, dont la surface 7 fait rayonner la Chaleur dans la pièce située au-dessus du plancher . Les blocs en béton 5 sont placés à coàrte distance l'un de l'autre, de manière à ménager entre eux des passages 8.
Les figures 1 à 3 montrent deux éléments chauffants placés à une certaine distance l'un de l'autre et parallèles entre eux. Il est évident que le nombre d'éléments chauf- fants employés variera en fonction des circonstances p@ati- ques auxquelles il doit être fait face . Chaque élément chauffant et chaque élément porteur de chaleur pour cet élément chauffant sont de même construction, en sorte qu'il suffira, au cours de la description suivante, de dé- crire un des éléments porteurs de chaleur seulement,tout au moins en ce qui concerne les figures 1 à 3.
Comme le montrent les figures 1 à 4, l'élément chauffant 1 est posé sous la surface inférieure des blocs 5. La chaleur fournie par cet élément chauffant est transfé- rée ves le vaut à un élément distributeur de chaleur 9 qui est placé sur la surface supérieure des blocs 5, par un élément porteur de la chaleur désigné dans son ensemble par la notation de référence 10. Ce dernier élément est constitué par un métal en feuille, tel que du fer, et est percé d'un certain nombre de trous 11. Il comprend une
<Desc/Clms Page number 5>
partie inférieure tubulaire 12, qui sert de dispositif de retenue pour l'élément chauffant 1, et une paire de branches 13, qui sont sensiblement parallèles l'une à l'autre et s'étendent verticalement vers le haut à partir de la partie tubulaire 12.
A leurs extrémités inférieures, les deux branches sont amenées l'une contre l'autre,de manière à former une enveloppe sensiblement fermée pour l'élément chauffant 1, les deux branches coopérant de façon à former un élément présentant sensiblement la forme d'un U en section transversale . A leurs extrémités supérieures, les branches 13 sont pliées vers-l'extérieur en sens opposés, de manière à former des flasques 14.
Dans l'exemple décrit à présent, la partie tubulaire 12, qui sert de dispositif de retenue pour l'élément chauffant, fait partie de l'élément porteur de la cha- leur. Les deux branches de ce dernier élément sont dispo- sées dans les passages 8 ménagés entre les blocs et les flasques 14 établissant un bon contact thermique avec l'élément distributeur de la chaleur 9. De ce dernier élément, la chaleur est transmise par l'intermédiaire du revêtement supérieur:'6, à la surface de celui-ci et est rayonnée de cette surface dans la pièce à chauffer. Les blocs précoulés 5 sont réunis par du ciment ou de béton coulé dans les passages 8, la matière semi-liquide pénètrent dans les trous 11 des branches 13 de l'élément porteur de la chaleur et atteignant les côtés adjacents des blocs.
L'élément distributeur de chaleur 9 est formé de deux couches, constituées chacune de plaques métalliques perforées. Ces plaques peuvent avantageusement être cons- tituées par un treillis de fils métalliques . Une de ces couches, désignée par la notation de référence 15, est placée sur la surface supérieure des blocs 5 et sous les flasques 14. L'autre couche, désignée par la notation de
<Desc/Clms Page number 6>
référence 16, est placée au-dessus des flasques 14.
Pour obtenir une bonne transmission de la chaleur entre les deux couches ou treillis 15 et 16, on relie ceux-ci l'un à l'autre à des intervalles espacés, par exemple, à l'aide d'un fil de cuivre 17, qui peut être utilisé comme oonnexion à la terre .
Le revêtement supérieur 6 du plancher peut être en bé- ton, en ciment, en carrelage, en bo@s ou en toute autre matière ou composition adéquate . A lieu d'employer des blocs en béton précoulés, on peut, au besoin, utiliser du béton coulé ou toute autre matière semi-liquide capable de durcir.
Aux figures 1 et 4, il a été supposé que le plancher n'est pas un plancher à même le sol, mais qu'il est un plancher sous lequel se trouve un plafond 18. Dans ces cas, le dispositif de chauffage pour le plancher peut être utili- sé pour chauffer le plafond et, par rayonnement de chaleur à partir de celui-ci, la pièce se trouvant sous ce plafond. A cet effet, un élément 19 de distribution de la chaleur est disposé( entre le plancher et le plafond et est en contact thermique adéquat avec la'partie tubulaire 12 de l'élément porteur de la chaleur 10. L'élément 19 peut être en métal perforé et, par exemple, en treillis de fils.
A la figure 4, il a été supposé qu'après montage du plancher, dans lequel est placé. un élément chauffant, il s'avère nécessaire d'encastrer dans le plancher un boulon 20 de fondation se trouvant immédiatement au-dessus de l'élément chauffant. Un trou 21 est ménagé dans le revêtement supérieur 6 et dans les blocs 5 jusqu'à sa profondeur re- quise pour le boulon 20, les branches verticales 13 de l'élément porteur de la chaleur étant également enlevée. Le boulon 20 est engagé dans le trou 21 est fixé solidement en place en coulant une'matière adéquate dans le trou entou- rant le boulon.
<Desc/Clms Page number 7>
L'élément porteur de la chaleur 10 peut se présenter sous diverses formes, mais il doit être tel qu'il puisse être fixé ou bloqué dans la matière qui lui est adjacente.
A la figure 5, on a représenté une forme utilisable d'élé- ment porteur de la chaleur. Dans ce cas, l'élément porteur de la chaleur est constitué par'une tôle, dont une extrémité est recourbée de manière à former une partie tubulaire 22 de forme sensiblement cylindrique en'section transversale, cette partie tubulaire formant un dispositif de retenue pour l'élé- ment de chauffage électrique . L'élément porteur de chaleur seule représenté à la figure 5 comprend également une/branche perforée 23, dont l'extrémité supérieure est pliée à angle droit de manière à former un flasque 24.
Dans la forme de réalisation représentée à la figure 6, l'élément chauffant 1 est logé dans un dispositif de rete- nue consistant en un tube métallique cylindrique 31, tandis que l'élément porteur de la chaleur consiste en une série de fils 25, dont chacun est enroulé sur le tube métallique 31, de manière à formen un certain nombre de spires 26, les séries de spires successives étant réparties sur la lon- gueur du tube . Chaque fil s'étend vers le haut à partir de l'élément chauffant et est plié à angle droit à son extrémité supérieure . Les fils peuvent tous être pliés dans le même sens ou bien être pliés en sens opposés, ainsi que le montre la figure 6.
Dans cette forme particulière de réalisation, chaque série de spires 26 est en contact thermique approprié.avec le tube 31 et la chaleur provenant de l'élément chauffant 1 est transmise, par l'intermédiaire du tube 31, à l'élément porteur de la chaleur.
A la figure 7, on a illustré une autre forme de réalisa- tion possible de l'élément porteur de la chaleur, qui, dans ce cas, est formé d'une tôle ondulée, dont les ondulations s'étendent parallèlement à l'axe de l'élément chauffant l.La
<Desc/Clms Page number 8>
tôle est pliée de façon à former sensiblement en U, dont les deux branches 27 s'étendent vers le haut et sont pliées à leurs extrémités supérieures, de manière à former des flas- ques 28. Dans cette forme de réalisation, la partie infé- rieure de l'élément porteur de chaleur forme un dispositif de retenue pour l'élément chauffant 1, une partie tubulaire plus ou moins cylindrique étant formée à la base de l'élément porteur de la chaleur, en y amenant les deux branches 27 de cet élément l'une contre l'autre .
Aux figures 8 et 9, l'élément porteur de la chaleur est constitué d'un treillis de fils, plié autour d'un tube métallique 31 similaire à celui représenté à la figure 6.
L'élément porteur de la chaleur comporte deux branches 29 sensiblement parallèles l'une à l'autre et s'étendant vers le haut, les extrémités supérieures de ces branches étant repliées vers l'extérieur de manière à former des flasques 30. Le tube métallique 31 forme un dispositif de retenue pour l'élément chauffant 1 , comme dans la forme de réalisa- tion illustrée à la figure 6.
Aux figuies 1 à 5. et à la figure 7, la partie infé- rieure de l'élément porteur de la chaleur constitue un dis- positif de retenue tubulaire pour l'élément de chauffage électrique, dans lequel dispositif ce dernier élément peut être logé eh dont il peut être retiré, lorsqu'il en est be- soin. Aux figures 6, 8 et 9, le dispositif de retenue de l'élé- ment chauffant est constitué par un tube métallique 31, grâce auquel la chaleur provenant de l'élément chauffant est transmise à l'élément porteur de la chaleur.
L'emploi de tôles métalliques perforées comme élément distributeur de la chaleur .facilite la fixation ou blocage de cet élément dans la matière adjacente du plancher, et,par conséquent, le maintien en place du dit élément. De plus, les tôles métalliques sont relativement légères et peuvent
<Desc/Clms Page number 9>
être manipulées facilement.
Il est évident que la température de l'élément chauffant et l'épaisseur ou la profondeur du plancher peuvent varier et que les dimensions de l'élément porteur de la chaleur varieront en fonction des conditions requises . En pratique, on préfère, toutefois, que la température régnant à la surfa- ce de l'élément chauffant soit relativement faible, par exemple de l'ordre de 140 à 150 F., et que l'épaisseur totale du plapcher soit comprise entre 6 et 12 pouces.
Les dimensions et la forme du dispositif de retenue de l'élément chauffant doivent être telles qu'elles permettent le remplacement de cet élément, lorsque la nécessité s'en fait sentir.
<Desc / Clms Page number 1>
It Improvements to electric heating systems in buildings ".
The present invention relates to the heating of a building floor, using an electric heating element incorporated in the floor.
According to the invention, a floor comprises an electric heating element, which is elongated in shape and which is disposed in a metal retainer at a substantial distance below the surface of the floor, and a metal element carrying the heat s 'extending upwardly through the floor is provided between the heating element and a heat distributing element consisting of a perforated metal element disposed adjacent the surface of the floor'. When the element carrying
<Desc / Clms Page number 2>
heat is suitably shaped, it may be the retainer for the heater element, a separate metal retainer being provided in other cases.
When the system is in use, the heat from the heating element is transmitted from it, through the heat-bearing element, to the heat-distributing element and the heat is transmitted. - is from the latter to the surface of the floor and radiated from it.
The heat-carrying element can come in various forms. Thus, it can comprise a tubular part serving as a device for retaining the heating element and a pair of branches extending upwardly and provided at their upper ends with flanges extending in opposite directions and capable of establishing a good thermal contact with the perforated metal element. Other forms of heat-bearing element may, however, be employed and this element may be perforated or otherwise shaped so as to allow the material of the floor to extend through the upwardly extending portion. the heat-bearing element or so as to allow obtaining a locking or mutual blocking effect between the heat-bearing element and the material of the floor.
The invention is particularly advantageous in cases where it is necessary or desirable to have a floor of a substantial thickness, for example, in the case where fixing bolts for the bed of machines have to be fixed to the floor. In these cases, the position of the heating element can be chosen in such a way that there is no risk of it being damaged by the bolts, even if it becomes necessary to place these bolts.
<Desc / Clms Page number 3>
lons directly above the heating element. The machines to be fixed with the bolts can therefore be placed in the most suitable positions after the installation of the floor.
The materials used to form the floor can be those commonly used in the construction of buildings. The floor may, for example, be completely of concrete or may comprise a lower part made of concrete made up of pre-cast or molded blocks in situ and an upper part made of one or more materials able to give any desired shape to the upper surface. from the floor.
Some embodiments of the invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a view in end elevation, after section and partial breakage; Figure 2 is a side elevational view, after section substantially along the line II-II of Figure 1; Figure 3 is a plan view corresponding to Figure 1, part of the upper part of the floor being omitted;
Figure 4 is a sectional end elevational view corresponding to Figure 1 and showing a foundation bolt attached to the floor and disposed above a heating element, and Figures 5 to 9 inclusive are fragmentary views showing various forms of heating element, Figures 5-7 being perspective views, while Figure 8 is a side view and Figure 9 is an end view of Figure 8.
In each of the aforementioned views, the electric heating element, designated as a whole by the reference notation 1, comprises a pair of conductors 3, a material
<Desc / Clms Page number 4>
insulating 4, for example asbestos, for the conductors and an external protective coating 2. The latter can, for example, be a lead sheath, but it can also be made of other materials which may prove to be advantageous. The heating element is elongated in shape and is disposed at the lower part of the floor at a substantial distance from the surface of said floor.
In Figures 1 to 4, the floor comprises a series of pre-cast concrete blocks 5, which are placed next to each other and a top covering 6, the surface of which 7 radiates heat into the room located above. above the floor. The concrete blocks 5 are placed at a good distance from one another, so as to leave passages 8 between them.
Figures 1 to 3 show two heating elements placed at a certain distance from each other and parallel to each other. It is evident that the number of heating elements employed will vary according to the p @ atical circumstances to be faced. Each heating element and each heat-carrying element for this heating element are of the same construction, so that it will suffice, in the course of the following description, to describe only one of the heat-carrying elements, at least as regards relates to figures 1 to 3.
As shown in Figures 1 to 4, the heating element 1 is placed under the lower surface of the blocks 5. The heat supplied by this heating element is transferred to a heat distributor element 9 which is placed on the heat sink. upper surface of the blocks 5, by a heat-carrying element designated as a whole by the reference notation 10. The latter element is formed by a sheet metal, such as iron, and is pierced with a number of holes 11. It includes a
<Desc / Clms Page number 5>
tubular lower part 12, which serves as a retainer for the heating element 1, and a pair of legs 13, which are substantially parallel to each other and extend vertically upward from the tubular part 12.
At their lower ends, the two branches are brought against each other, so as to form a substantially closed envelope for the heating element 1, the two branches cooperating so as to form an element having substantially the shape of a U in cross section. At their upper ends, the branches 13 are bent outwardly in opposite directions, so as to form flanges 14.
In the example described now, the tubular part 12, which serves as a retainer for the heating element, forms part of the heat-carrying element. The two branches of the latter element are arranged in the passages 8 formed between the blocks and the flanges 14 establishing good thermal contact with the heat distributing element 9. From the latter element, the heat is transmitted by the heat. intermediate of the upper coating: '6, on the surface thereof and is radiated from this surface into the room to be heated. The pre-cast blocks 5 are joined by cement or concrete poured into the passages 8, the semi-liquid material enters the holes 11 of the branches 13 of the heat-carrying element and reaching the adjacent sides of the blocks.
The heat distributing element 9 is formed of two layers, each consisting of perforated metal plates. These plates can advantageously be formed by a lattice of metal wires. One of these layers, designated by the reference notation 15, is placed on the upper surface of the blocks 5 and under the flanges 14. The other layer, designated by the notation of
<Desc / Clms Page number 6>
reference 16, is placed above the flanges 14.
To obtain good heat transmission between the two layers or lattices 15 and 16, they are connected to each other at spaced intervals, for example, using a copper wire 17, which can be used as an earth connection.
The upper covering 6 of the floor can be made of concrete, cement, tiling, wood or any other suitable material or composition. Instead of using pre-cast concrete blocks, poured concrete or any other semi-liquid material capable of hardening can be used if necessary.
In Figures 1 and 4, it was assumed that the floor is not a floor on the floor, but that it is a floor under which there is a ceiling 18. In these cases, the heater for the floor can be used to heat the ceiling and, by radiating heat from it, the room below that ceiling. For this purpose, a heat distribution element 19 is arranged (between the floor and the ceiling and is in adequate thermal contact with the tubular part 12 of the heat-carrying element 10. The element 19 may be in perforated metal and, for example, wire mesh.
In Figure 4, it was assumed that after mounting the floor, in which is placed. a heating element, it is necessary to embed in the floor a foundation bolt 20 located immediately above the heating element. A hole 21 is made in the top cover 6 and in the blocks 5 to its required depth for the bolt 20, the vertical legs 13 of the heat-bearing member also being removed. The bolt 20 is engaged in the hole 21 and is fixed securely in place by pouring a suitable material into the hole surrounding the bolt.
<Desc / Clms Page number 7>
The heat-carrying member 10 can take a variety of forms, but it should be such that it can be secured or locked into the material adjacent to it.
In Figure 5 there is shown a usable form of heat-bearing element. In this case, the heat-carrying element consists of a sheet, one end of which is curved so as to form a tubular portion 22 of substantially cylindrical shape in cross section, this tubular portion forming a retaining device for the electric heating element. The heat-carrying element alone shown in FIG. 5 also comprises a perforated branch 23, the upper end of which is bent at right angles so as to form a flange 24.
In the embodiment shown in Figure 6, the heating element 1 is housed in a retaining device consisting of a cylindrical metal tube 31, while the heat-carrying element consists of a series of wires 25, each of which is wound on the metal tube 31, so as to form a certain number of turns 26, the series of successive turns being distributed over the length of the tube. Each wire extends upward from the heating element and is bent at right angles at its top end. The wires can all be bent in the same direction or they can be bent in opposite directions, as shown in Figure 6.
In this particular embodiment, each series of turns 26 is in appropriate thermal contact with the tube 31 and the heat from the heating element 1 is transmitted, through the tube 31, to the carrier element of the heat.
In FIG. 7 is illustrated another possible embodiment of the heat-carrying element, which in this case is formed of a corrugated sheet, the corrugations of which extend parallel to the axis. of the heating element.
<Desc / Clms Page number 8>
The sheet is bent so as to form substantially a U, the two branches 27 of which extend upwards and are bent at their upper ends, so as to form flanges 28. In this embodiment, the lower part upper part of the heat-carrying element forms a retaining device for the heating element 1, a more or less cylindrical tubular part being formed at the base of the heat-carrying element, by bringing there the two branches 27 of this element against each other.
In Figures 8 and 9, the heat-carrying element consists of a wire mesh, folded around a metal tube 31 similar to that shown in Figure 6.
The heat-carrying element comprises two branches 29 substantially parallel to one another and extending upwards, the upper ends of these branches being bent outwards so as to form flanges 30. The tube metal 31 forms a retainer for heating element 1, as in the embodiment illustrated in FIG. 6.
In Figures 1 to 5 and in Figure 7, the lower part of the heat-carrying element constitutes a tubular retaining device for the electric heating element, in which device the latter element can be accommodated. eh from which it can be withdrawn, when needed. In Figures 6, 8 and 9, the heater element retainer consists of a metal tube 31, whereby heat from the heater element is transmitted to the heat carrier element.
The use of perforated metal sheets as a heat-distributing element facilitates the fixing or blocking of this element in the adjacent material of the floor, and, consequently, the holding of said element in place. In addition, metal sheets are relatively light and can
<Desc / Clms Page number 9>
be easily handled.
Obviously, the temperature of the heating element and the thickness or depth of the floor may vary and the dimensions of the heat-bearing element will vary depending on the conditions required. In practice, however, it is preferred that the temperature prevailing at the surface of the heating element is relatively low, for example of the order of 140 to 150 F., and that the total thickness of the plapcher is between 6 and 12 inches.
The size and shape of the heater element retainer should be such as to permit replacement of the heater when the need arises.