CH632828A5

CH632828A5 - ELECTRIC STORAGE HEATING APPARATUS.

Info

Publication number: CH632828A5
Application number: CH1003979A
Authority: CH
Inventors: Yves Trouilhet
Original assignee: Ind L D Equipement
Priority date: 1979-11-09
Filing date: 1979-11-09
Publication date: 1982-10-29
Also published as: WO1981001457A1; JPS56501577A; EP0029010A1; DK302781A; DE3065318D1; EP0029010B1; ATE5025T1

Abstract

The accumulation block comprises an alternating series of accumulation elements (10) and transfer elements (11). The transfer elements are made of a thermo conductive material and are provided with combustion channels (14) delimiting between each other a transfer blade (14a) in contact with the adjacent accumulation elements. These transfer elements (10) also comprise grooves (12) wherein electric resistors (13) are nested. This arrangement contributes to increase the thermal transfer coefficient between the resistors (13) and the accumulation elements (10) and between the latter and the combustion channels (14). The arrangement may also provide heat directly to the combustion channels (14) without accumulation in the accumulation elements (10) for direct heating.

Description

Le but de la présente invention est de remédier, au moins en partie, aux inconvénients susmentionnés. The object of the present invention is to remedy, at least in part, the above-mentioned drawbacks.

A cet effet, cette invention a pour objet un appareil de chauffage électrique à accumulation, comprenant un bloc d'accumulation logé dans une enveloppe thermiquement isolante et présentant un empilement alterné d'éléments d'accumulation en un matériau réfractaire et To this end, the subject of this invention is an electric storage heater, comprising a storage block housed in a thermally insulating envelope and having an alternating stack of storage elements made of a refractory material and

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

632 828 632,828

d'éléments de transfert en un matériau thermiquement conducteur, ce bloc d'accumulation étant traversé par des canaux de convection débouchant sur deux de ses faces verticales opposées et incorporant des résistances électriques de chauffage. Cet appareil est caractérisé par le fait que chacun desdits éléments de transfert est formé d'un corps parallélépipédique en fonte s'étendant de l'une à l'autre desdites faces verticales opposées, et par le fait que ce corps présente, d'une part, un réseau alterné de canaux de convection et d'ailettes de transfert thermique par conduction ménagé sur au moins l'une de ses faces adjacentes auxdits éléments d'accumulation et, d'autre part, au moins un évidement débouchant sur une des faces dudit corps parallélépipédique et conformé pour recevoir de façon amovible une résistance électrique de chauffage. transfer elements made of a thermally conductive material, this accumulation block being traversed by convection channels opening onto two of its opposite vertical faces and incorporating electrical heating resistors. This device is characterized by the fact that each of said transfer elements is formed by a parallelepipedal body of cast iron extending from one to the other of said opposite vertical faces, and by the fact that this body has, on the one hand, an alternating network of convection channels and conduction heat transfer fins formed on at least one of its faces adjacent to said accumulation elements and, on the other hand, at least one recess opening on one of the faces of said parallelepiped body and shaped to removably receive an electrical heating resistance.

Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution et des variantes de l'appareil objet de la présente invention: The attached drawing illustrates schematically and by way of example an embodiment and variants of the apparatus which is the subject of the present invention:

la fìg. 1 est une vue en élévation de l'ensemble de l'appareil, the fìg. 1 is an elevational view of the entire apparatus,

la fig. 2 est une coupe selon la ligne II-II de la fìg. 1, fig. 2 is a section along line II-II of the fig. 1,

la fig. 3 est une coupe selon la ligne III-III de la fig. 1, fig. 3 is a section along line III-III of FIG. 1,

la fig. 4 est une vue en coupe d'une variante de la fig. 2, fig. 4 is a sectional view of a variant of FIG. 2,

la fig. 5 est une vue en coupe d'une variante de la fig. 3, fig. 5 is a sectional view of a variant of FIG. 3,

les fig. 6 et 7 sont des vues en coupe de variantes de la fig. 2, et la fig. 8 est une vue en coupe selon la ligne Vili- VIII de la fig. 7. fig. 6 and 7 are sectional views of variants of FIG. 2, and fig. 8 is a sectional view along the line VII-VIII of FIG. 7.

L'appareil de chauffage illustré schématiquement par la fig. 1 est plus particulièrement conçu pour chauffer l'eau d'un circuit de chauffage central. Toutefois, l'invention n'est nullement limitée à cette application. En outre, seuls les éléments principaux de cet appareil sont représentés, l'invention se rapportant essentiellement au stockage thermique. The heater illustrated schematically in FIG. 1 is more particularly designed to heat the water of a central heating circuit. However, the invention is in no way limited to this application. In addition, only the main elements of this device are shown, the invention essentially relating to thermal storage.

Cet appareil comporte une enveloppe isolante 1 délimitant une enceinte divisée en deux compartiments superposés, l'un, 2, dans lequel se trouvent un ventilateur tangentiel 3 et un échangeur de chaleur air-eau 4, l'autre, 5, dans lequel se trouve un bloc d'accumulation 6 qui repose sur la cloison 7 séparant les compartiments 2 et 5. Cette cloison 7 est percée de deux ouvertures 7a et 7b qui font communiquer le ventilateur tangentiel 3 avec un espace de distribution 8 ménagé entre une des faces du bloc d'accumulation 6 et l'enveloppe isolante 1, respectivement l'échangeur de chaleur "air-eau 4 avec un espace collecteur 9 ménagé entre la face du bloc d'accumulation 6 opposée à la face adjacente à l'espace de distribution 8 et l'enveloppe isolante 1. Les autres faces latérales et la face supérieure du bloc d'accumulation sont en contact avec l'enveloppe isolante 1, de manière que la circulation d'air entre le ventilateur tangentiel 3 et l'échangeur de chaleur air-eau 4 ne puisse se faire qu'au travers du bloc d'accumulation 6. This device comprises an insulating envelope 1 delimiting an enclosure divided into two superimposed compartments, one, 2, in which there is a tangential fan 3 and an air-water heat exchanger 4, the other, 5, in which is located an accumulation block 6 which rests on the partition 7 separating the compartments 2 and 5. This partition 7 is pierced with two openings 7a and 7b which make the tangential fan 3 communicate with a distribution space 8 formed between one of the faces of the block 6 and the insulating jacket 1, respectively the air-water heat exchanger 4 with a collecting space 9 formed between the face of the accumulation block 6 opposite the face adjacent to the distribution space 8 and the insulating envelope 1. The other lateral faces and the upper face of the accumulation block are in contact with the insulating envelope 1, so that the air circulation between the tangential fan 3 and the air heat exchanger water 4 cannot be done q u 'through the accumulation block 6.

La structure de ce bloc d'accumulation est illustrée plus en détail par les fig. 2 et 3. Il est formé d'une succession alternée d'éléments d'accumulation 10 en un matériau réfractaire, tel que la magnésie, et d'éléments de transfert 11 en un matériau bon conducteur thermique, tel que la fonte. Les éléments d'accumulation 10 présentent un évidement parallélépipédique 10a dans lequel est logé l'élément de transfert 11. The structure of this accumulation block is illustrated in more detail in FIGS. 2 and 3. It is formed of an alternating succession of accumulation elements 10 made of a refractory material, such as magnesia, and transfer elements 11 made of a material which is a good thermal conductor, such as cast iron. The accumulation elements 10 have a parallelepiped recess 10a in which is housed the transfer element 11.

Cet élément de transfert 11 présente une gorge 12 formée de segments rectilignes parallèles reliés par des arcs de cercles. Cette gorge 12 est ménagée sur l'une des faces de l'élément de transfert 11, adjacente à un élément d'accumulation 10. Elle s'étend à une profondeur sensiblement égale à la moitié de l'épaisseur de l'élément de transfert 11 et sert de logement à une résistance blindée 13 ajustée dans cette gorge 12. Une série de canaux de convection 14 parallèles sont ménagés sur cette même face de l'élément de transfert ainsi que sur la face opposée. Leur section est faible, de manière à pincer l'écoulement et à favoriser sa répartition sur toute la hauteur du bloc 6. La fonte séparant les rainures les unes des autres forme des ailettes de transfert thermique 14a qui sont en contact avec les éléments d'accumulation 10 et assurent le transfert thermique par conduction entre les éléments de transfert 11 et d'accumulation 10. La profondeur de ces canaux de convection 14 est choisie de manière que la résistance blindée 13 placée dans sa gorge 12 se situe à une profondeur supérieure au fond des canaux de convection 14. This transfer element 11 has a groove 12 formed from parallel rectilinear segments connected by arcs of circles. This groove 12 is formed on one of the faces of the transfer element 11, adjacent to an accumulation element 10. It extends to a depth substantially equal to half the thickness of the transfer element 11 and serves as a housing for an armored resistance 13 fitted in this groove 12. A series of parallel convection channels 14 are formed on this same face of the transfer element as well as on the opposite face. Their section is small, so as to pinch the flow and to favor its distribution over the entire height of the block 6. The cast iron separating the grooves from each other forms heat transfer fins 14a which are in contact with the elements of accumulation 10 and provide thermal transfer by conduction between the transfer elements 11 and accumulation 10. The depth of these convection channels 14 is chosen so that the armored resistance 13 placed in its groove 12 is located at a depth greater than the bottom of convection channels 14.

Dans cette forme d'exécution avec résistance blindée 13 noyée dans l'élément de transfert 11, la présence des arcs de cercle entre les segments rectilignes augmente l'épaisseur de l'élément de transfert en fonte, de sorte qu'il est possible de réduire cette épaisseur en faisant sortir les résistances de l'élément de transfert à l'extrémité de chaque segment rectiligne et en remplaçant les résistances blindées 13 par des résistances ordinaires 13' (fig. 4 et 5) logées dans des tubes d'isolation 15 en alumine et reliées à leurs extrémités par des raccords 16. In this embodiment with armored resistance 13 embedded in the transfer element 11, the presence of circular arcs between the straight segments increases the thickness of the cast iron transfer element, so that it is possible to reduce this thickness by removing the resistors from the transfer element at the end of each straight segment and replacing the shielded resistors 13 with ordinary resistors 13 '(fig. 4 and 5) housed in insulation tubes 15 made of alumina and connected at their ends by fittings 16.

Cette variante permet de réduire l'épaisseur de l'élément de transfert 11' de 1 cm en le faisant passer de 25 mm dans la forme d'exécution des fig. 2 et 3, à 15 mm dans la forme d'exécution des fig. 4 et 5, ce qui réduit de presque la moitié le poids de fonte des éléments de transfert pour une performance comparable. Cette réduction d'épaisseur peut évidemment être compensée par une réduction correspondante de la profondeur de l'évidement parallélépipédique 10a. This variant makes it possible to reduce the thickness of the transfer element 11 'by 1 cm by passing it by 25 mm in the embodiment of FIGS. 2 and 3, 15 mm in the embodiment of FIGS. 4 and 5, which reduces the cast iron weight of the transfer elements by almost half for comparable performance. This reduction in thickness can obviously be compensated for by a corresponding reduction in the depth of the rectangular recess 10a.

La fig. 6 montre une autre variante dans laquelle les éléments d'accumulation 10' présentent en coupe la forme d'un I susceptible de leur assurer une meilleure résistance mécanique. Fig. 6 shows another variant in which the accumulation elements 10 ′ have in section the shape of an I capable of providing them with better mechanical resistance.

Selon la fig. 7, les éléments d'accumulation 10" ont en coupe une forme rectangulaire et les éléments de transfert 11" s'étendent alors sur toute la surface des éléments d'accumulation 10". Cette variante permet d'améliorer le contact entre les éléments de transfert 11" et d'accumulation 10". According to fig. 7, the accumulation elements 10 "have a rectangular cross-section and the transfer elements 11" then extend over the entire surface of the accumulation elements 10 ". This variant makes it possible to improve the contact between the elements 11 "transfer and 10" accumulation.

Dans les formes d'exécution des fig. 2 à 6, l'avantage réside dans le fait que les éléments de transfert 11,11' peuvent être introduits ou retirés du bloc d'accumulation 6 comme de simples tiroirs. Cela facilite notamment le remplacement éventuel d'une résistance. Dans le cas de la variante de la fig. 7, on peut alors ménager des logements 12" permettant l'introduction et l'enlèvement des résistances 13" depuis un des côtés du bloc d'accumulation 6" pour ne pas devoir le démonter pour changer les résistances. In the embodiments of FIGS. 2 to 6, the advantage lies in the fact that the transfer elements 11, 11 ′ can be introduced or removed from the accumulation block 6 like simple drawers. This notably facilitates the possible replacement of a resistor. In the case of the variant of FIG. 7, it is then possible to provide housings 12 "allowing the introduction and removal of the resistors 13" from one of the sides of the accumulation block 6 "so as not to have to dismantle it to change the resistors.

A cet effet, les éléments de transfert 11" sont formés en deux parties 1 l"a et 1 l"b pour ménager entre elles le logement 12". Chacune des deux parties 11 "a et 11 "b présente deux bords 17 qui s'étendent respectivement le long des deux côtés du bloc 6" adjacents aux espaces 8 et 9 ménagés entre l'enveloppe 1 et le bloc 6". Ces rebords 17 servent à retenir les éléments d'accumulation 10". For this purpose, the transfer elements 11 "are formed in two parts 1 l" a and 1 l "b to form between them the housing 12". Each of the two parts 11 "a and 11" b has two edges 17 which extend respectively along the two sides of the block 6 "adjacent to the spaces 8 and 9 formed between the envelope 1 and the block 6". These flanges 17 serve to retain the accumulation elements 10 ".

Les deux parties 1 l"a, 1 l"b présentent des dégagements 18 (fig. 8) destinés à recevoir un organe élastique 19 destiné à prendre appui contre les parois de l'enveloppe isolante 1 de manière à positionner le bloc 6" dans cette enveloppe 1. The two parts 1 l "a, 1 l" b have recesses 18 (fig. 8) intended to receive an elastic member 19 intended to bear against the walls of the insulating envelope 1 so as to position the block 6 "in this envelope 1.

Les canaux de convection non visibles sur les fig. 7 et 8 sont ménagés sur les faces externes des parties 11 "a et 11 "b et s'étendent transversalement à la résistance 13". Ces canaux de convection traversent les rebords 17, de sorte que celui-ci est crénelé. The convection channels not visible in fig. 7 and 8 are formed on the external faces of the parts 11 "a and 11" b and extend transversely to the resistance 13 ". These convection channels pass through the flanges 17, so that the latter is crenellated.

Au lieu d'utiliser une résistance blindée, la résistance 13" peut être une résistance nue, posée sur une couche isolante céramique formée par un mastic déposé sous forme liquide puis durci. Instead of using an armored resistor, the 13 "resistor can be a bare resistor, placed on a ceramic insulating layer formed by a putty deposited in liquid form and then cured.

Pour éviter que de la poussière de magnésie ne se dépose dans les canaux de convection 14, une tôle 20 peut être interposée entre les éléments de transfert 10,10', 10" et les éléments d'accumulation 11, 11', 11". To prevent dust of magnesia from being deposited in the convection channels 14, a sheet 20 can be interposed between the transfer elements 10, 10 ', 10 "and the accumulation elements 11, 11', 11".

Nous ne décrirons pas ici le système d'asservissement et de réglage de cet appareil étant donné qu'ils sortent du cadre de la présente invention. Précisons seulement qu'un volet de réglage 15 associé à un dispositif de commande (non représenté) sert à faire varier le débit d'air à travers le bloc de stockage 6. We will not describe here the control and adjustment system of this device since they are outside the scope of the present invention. It should only be noted that an adjustment flap 15 associated with a control device (not shown) is used to vary the air flow through the storage block 6.

Les avantages entre le bloc d'accumulation décrit selon l'une quelconque des variantes décrites et les solutions précédemment mentionnées découlent tous du fait que les résistances 13,13', 13" et les canaux de convection 14sontdans l'élément de transfert 11,11', 11" en fonte, et que cet élément de transfert augmente considérablement la surface d'échange de chaleur par contact avec les éléments d'accumulation 10 en matériau réfractaire. The advantages between the accumulation block described according to any of the variants described and the solutions mentioned above all stem from the fact that the resistors 13, 13 ′, 13 "and the convection channels 14 are in the transfer element 11, 11 ', 11 "in cast iron, and that this transfer element considerably increases the heat exchange surface by contact with the accumulation elements 10 made of refractory material.

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

632828 632828

4 4

Cette structure composite du bloc d'accumulation 6 améliore donc le chauffage des éléments d'accumulation en réduisant du même coup très fortement le gradient de température entre les résistances 13,13' et le bloc d'accumulation 6. C'est ainsi que si la température maximale du bloc d'accumulation 6 est de 650° C, la température de la résistance 13,13' sera à peine supérieure. En effet, lorsque les résistances sont dans de la matière réfractaire et la chauffe essentiellement par radiation, la puissance maximale admissible est située entre 1,5 et 2 W/cm2 avec un gradient de température élevé entre la température du bloc d'accumulation et celle de la résistance, alors que, dans le cas de la présente invention, ce gradient est fortement réduit pour une puissance de 4 W/cm2. Il s'ensuit que la température maximale des résistances 13,13', lorsque le bloc d'accumulation 6 est à 650° C, est très sensiblement au-dessous des 800 à 900f C, qui correspondent aux températures critiques pour la durée de vie des résistances. This composite structure of the accumulation block 6 therefore improves the heating of the accumulation elements by reducing at the same time very strongly the temperature gradient between the resistors 13, 13 ′ and the accumulation block 6. This is how if the maximum temperature of the accumulation block 6 is 650 ° C, the temperature of the resistor 13,13 'will be barely higher. Indeed, when the resistors are in refractory material and heat it essentially by radiation, the maximum admissible power is between 1.5 and 2 W / cm2 with a high temperature gradient between the temperature of the accumulation block and that resistance, whereas, in the case of the present invention, this gradient is greatly reduced for a power of 4 W / cm2. It follows that the maximum temperature of the resistors 13,13 ', when the accumulation block 6 is at 650 ° C, is very significantly below 800 to 900f C, which correspond to the critical temperatures for the lifetime resistances.

Outre ce premier avantage, il faut encore mentionner que si les éléments d'accumulation peuvent être chauffés rapidement sans danger pour les résistances, la restitution de cette chaleur peut être également rapide. Dans cet exemple, on désire emmagasiner 60 kWh pour chauffer un habitat dont la déperdition maximale possible est de 15 kW, soit une autonomie minimale de 4 h. Or, il ne suffît évidemment pas d'être à même de stocker 60 kWh, encore faut-il pouvoir, en cas de besoin, les restituer suffisamment rapidement. In addition to this first advantage, it should also be mentioned that if the storage elements can be heated quickly without danger to the resistors, the restitution of this heat can also be rapid. In this example, we want to store 60 kWh to heat a home whose maximum possible loss is 15 kW, or a minimum autonomy of 4 h. However, it is obviously not enough to be able to store 60 kWh, still it must be able, if necessary, restore them quickly enough.

Dans l'exemple décrit, le bloc d'accumulation 6 a une hauteur de 1,2 m et une section de 0,4 x 0,5 m, l'isolation étant de 5 cm d'épaisseur. On a calculé que, sans les éléments de transfert 11, la restitution des 15 kWh au maximum nécessiterait un nombre de canaux de convection tel que les éléments de transfert 11 ne pourraient pas être réalisés en magnésie ni en un autre matériau réfractaire qui, du fait qu'ils sont obtenus par frittage, ne peuvent pas présenter un profil aussi finement découpé qu'un bloc de fonte moulé. Cela revient à dire qu'avec un bloc d'accumulation 6 sans les éléments de transfert 11 en fonte, il serait impossible de chauffer un habitat dont la déperdition thermique maximale est de 15 kW et qu'il faudrait alors, soit un bloc d'accumulation d'un volume supérieur, soit un chauffage d'appoint pour fournir cette puissance supplémentaire en cas de besoin. In the example described, the accumulation block 6 has a height of 1.2 m and a section of 0.4 x 0.5 m, the insulation being 5 cm thick. It has been calculated that, without the transfer elements 11, the restitution of the maximum 15 kWh would require a number of convection channels such that the transfer elements 11 could not be produced in magnesia or in another refractory material which, because of that they are obtained by sintering, cannot have a profile as finely cut as a block of cast iron. This amounts to saying that with an accumulation block 6 without the transfer elements 11 made of cast iron, it would be impossible to heat a habitat whose maximum heat loss is 15 kW and that it would then be necessary, either a block of accumulation of a larger volume, i.e. a backup heater to provide this additional power when necessary.

Un autre avantage important de cet appareil doit encore être relevé. Lorsque la capacité de stockage est épuisée, il est indispensable de pouvoir assurer, sans interruption ni réduction de température marquée, le chauffage de l'eau dans l'échangeur air-eau 4. Etant donné que les résistances 13,13' et les canaux de convection 14 sont 5 dans le même élément de transfert 11 en fonte, dès que les résistances seront de nouveau alimentées, elles chauffent l'élément de transfert 11 et, comme le ventilateur tangentiel 3 fait circuler l'air à travers les canaux de convection 14, l'air évacue instantanément cette chaleur sans chauffer notablement les éléments d'accumulation 10, de sorte io que la chaleur ainsi apportée est immédiatement disponible, ce qui est impensable avec un bloc d'accumulation sans élément de transfert. C'est en raison de cette particularité qu'il est possible de réaliser un bloc d'accumulation dont la capacité est choisie, pour des critères économiques, inférieure à la déperdition maximale d'un habitat. Il 15 est en effet avantageux de pouvoir utiliser les mêmes résistances et le même système de régulation pour stocker la chaleur en fonction des besoins et pour le chauffage direct. Il n'est pas nécessaire de doubler les résistances et le système de régulation. En outre, le chauffage étant alors direct, les éléments d'accumulation n'accumulent pas de 20 chaleur pendant que l'appareil utilise de l'électricité au tarif élevé, le stockage ne se faisant qu'aux heures durant lesquelles l'électricité est distribuée au tarif réduit. Another important advantage of this device must still be noted. When the storage capacity is exhausted, it is essential to be able to ensure, without interruption or marked reduction in temperature, the heating of the water in the air-water exchanger 4. Since the resistors 13,13 'and the channels convection 14 are 5 in the same transfer element 11 made of cast iron, as soon as the resistors are again supplied, they heat the transfer element 11 and, like the tangential fan 3 circulates the air through the convection channels 14, the air instantly dissipates this heat without significantly heating the accumulation elements 10, so that the heat thus provided is immediately available, which is unthinkable with an accumulation block without transfer element. It is because of this particularity that it is possible to produce an accumulation block whose capacity is chosen, for economic criteria, less than the maximum loss of a habitat. It is indeed advantageous to be able to use the same resistors and the same regulation system for storing heat as required and for direct heating. There is no need to double the resistors and the regulation system. In addition, the heating then being direct, the storage elements do not accumulate heat while the apparatus uses electricity at a high rate, the storage being done only at the hours during which the electricity is distributed at the reduced rate.

L'appareil décrit offre donc, par sa conception, une grande souplesse d'utilisation et permet de fournir, si besoin est, une 25 quantité de chaleur extrêmement élevée ramenée au volume d'accumulation, d'où une optimisation de ce volume et une réduction de l'investissement nécessaire et de la place immobilisée, offrant la possibilité de placer cet appareil dans l'espace d'habitation lui-même, ses dimensions au sol pouvant être ramenées à celles d'un appareil 30 électroménager tel qu'un réfrigérateur, une cuisinière ou une machine à laver, ce qui permet d'équiper de petites habitations sans sous-sol. Enfin, la structure du bloc d'accumulation permet son utilisation, The device described therefore offers, by its design, great flexibility of use and makes it possible to supply, if necessary, an extremely high quantity of heat reduced to the accumulation volume, hence an optimization of this volume and a reduction of the investment required and of the immobilized space, offering the possibility of placing this appliance in the living space itself, its dimensions on the ground being able to be reduced to those of a household appliance such as a refrigerator , a stove or a washing machine, which allows to equip small dwellings without basement. Finally, the structure of the accumulation block allows its use,

soit en tant qu'appareil de chauffage à accumulation, soit en tant qu'appareil de chauffage direct en utilisant les mêmes éléments de 35 base, ce qui présente également un grand intérêt. En principe, la durée de vie des résistances devrait être illimitée; toutefois, le montage amovible des éléments de transfert 11,11' ou des résistances 13" permet d'intervenir sans nécessiter le démontage de tout le bloc d'accumulation 6 en cas de besoin. either as a storage heater or as a direct heater using the same basic elements, which is also of great interest. In principle, the life of the resistors should be unlimited; however, the removable mounting of the transfer elements 11, 11 'or of the resistors 13 "makes it possible to intervene without requiring the dismantling of the entire accumulation block 6 if necessary.

R R

2 feuilles dessins 2 sheets of drawings

Claims

632,828

1. Electric storage heater, comprising an accumulation block housed in a thermally insulating envelope and having an alternating stack of accumulation elements in a refractory material and transfer elements in a thermally conductive material, this block of accumulation being traversed by convection channels opening onto two of its opposite vertical faces and incorporating electrical heating resistors, characterized in that each of said transfer elements is formed of a parallelepipedal body of cast iron extending from l to one another of said opposite vertical faces and that this body has, on the one hand, an alternating network of convection channels and heat transfer fins by conduction formed on at least one of its faces adjacent to said elements accumulation and, on the other hand, at least one recess opening on one of the faces of said parallelepiped body and shaped to receive in a loose manner ble an electrical heating resistance.

2. Heating device according to claim 1, characterized in that said transfer elements are in cast iron and that said accumulation elements are in a refractory material.

2

3. Heating device according to claim 1, characterized in that each accumulation element has on at least one of its two faces transverse to said accumulation block a parallelepipedal recess extending between the two faces of said accumulation block , respectively adjacent to said portions of the air circulation circuit, recess shaped to receive said transfer element.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that said electrical resistance is an armored resistance distributed over the surface of said transfer element and housed in the thickness of the latter at a depth exceeding that of said convection channels of a value substantially equal to the diameter of said armored resistor.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that a segment of said electrical resistance is housed in a tubular insulator fitted in a groove which extends parallel between said channels, and is connected to the outside of said transfer element at least one other segment of electrical resistance housed in a second tubular insulator fitted in a groove parallel to the first.

6. Apparatus according to claim 1, characterized in that said transfer element is in two parts between which a housing is reserved for receiving said electrical resistance, this housing opening on one of the side faces of said block.

7. Apparatus according to claim 1, characterized in that each of said transfer elements has on two opposite sides of the flanges to retain between them said accumulation elements.

8. Apparatus according to claim 1, characterized in that elastic members are interposed between said insulating envelope and the accumulation block, these members being retained in said transfer elements.

9. Apparatus according to claim 2, characterized in that an electrically insulating layer is interposed between said transfer element and said resistance, this layer being integral with this transfer element.

Electric storage heaters can store heat during off-peak hours of power consumption, especially at night, and restore it during the day when electricity consumption is higher, which allows better distribution the load of the distribution network. In return, the user benefits from a reduced rate which represents significant savings.

Such devices have already been proposed, designed essentially for storing a sufficient amount of heat during the eight hours of the night tariff to heat during the remaining sixteen day hours a given habitable volume, and for a heat loss corresponding to the coldest days. for a specific climatic region. The design of such devices is economically questionable given that we size these devices according to exceptional circumstances which occur only a few times a year. It follows that a significant proportion of the storage volume is only necessary for a few days per year. The same is true of the additional insulation material intended to insulate this storage volume used exceptionally. Consequently, the corresponding investment for the storage material and the insulating material cannot be amortized by the difference in tariff between off-peak hours and peak hours for this part of the storage volume used sporadically. In addition, the storage volume is a dead space in the home that should be reduced as much as possible.

Reducing the storage volume, however, faces another difficulty. If it is admitted that it is not necessary to size the accumulation block for the coldest days, it must nevertheless be possible to compensate for the heat loss of the habitat during these days. However, the refractory materials used for storage are at the same time poor heat conductors, so that a significant time will elapse between the switching on of the resistors and the moment when the heat given off by them can be recovered. In addition, additional heat will be stored in the accumulation block at the full rate, which increases consumption and unnecessarily overloads the network during daylight hours.

One could certainly consider replacing these refractory materials with materials that are good thermal conductors and with high storage capacity such as cast iron; however, the price of cast iron is, at identical storage capacity, at least twice as expensive as magnesia, for example. However, the storage material alone constitutes a significant proportion of the price of the device, which cannot be compensated by the mere reduction of the insulation following the reduction in volume for equal storage capacity.

It has already been proposed to add to such a heater a boiler provided with an independent electrical resistance, intended to directly heat the central heating supply water as soon as its temperature resulting from the heat exchange with the the air flowing through the accumulation block drops below a certain threshold. The disadvantage of this solution lies essentially in the fact that it requires two independent heating circuits and two temperature control systems, which significantly increases the cost of the device.

Finally, all heaters of this type have a significant drawback resulting from the poor thermal conductivity of the storage material. The temperature gradient between the electric heating resistor and the storage block is therefore quite large, so that, to heat the block to 650 ° C., the temperature of the resistors is significantly higher and reaches 800 ° C., or more. We know that from 800 ° C, an armored resistance degrades quickly and that a breakdown can finally occur between the sheath and the resistance. It is therefore not uncommon,

in this kind of device, having to change a shielded resistor whose price is high.

All these drawbacks explain the reason why this mode of heating is not very widespread in spite of the potential economic interest which it presents and the regulatory effect which it is likely to have on the distribution of electricity which one seeks to reduce. peak consumption, which is very expensive in equipment and which therefore affects prices.