EP0071593A2 - Modular constructions for storage heaters - Google Patents
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- F24H7/0408—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid with forced circulation of the transfer fluid using electrical energy supply
- F24H7/0433—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid with forced circulation of the transfer fluid using electrical energy supply the transfer medium being water
Definitions
- Another reason for the decrease in efficiency is due to the masses of hot air which have not followed the normal path of the air circuit clogging the fan without having stored or given up the number of calories expected.
- Rigorous sealing in the part of the vacuum circuit eliminates any re-entry of fresh air into the device and, since it operates at constant air mass, also prevents any leakage of hot air to the outside from the rest of the air circuit which can then be built more simply to install an insulating barrier against leakage currents.
- the claimed invention overcomes the aforementioned drawbacks by means of constructive arrangements making it possible to obtain sealing in the part of the air circuit under vacuum and to design the rest of the air circuit to allow effective insulation.
- Figure 1 shows a base 1, of parallelepiped shape, made of very thick sheet metal, ribbed to increase its stiffness and surmounted by a series of support pieces 2 intended to take up the load of the core.
- a thermal insulation 3 placed in a metal tray 4 to protect the insulation 3 against humidity of the laying surface.
- Behind solcle 1 is another element called rear plinth 9, the upper face of which is open and which is fitted inside two deflectors 10 and 11 to distribute the air streams at the inlet of plinth 1 well.
- the base 1, the front-base 5 and the rear-base 9 constitute a box 12 into which slides, like a drawer, a set of elements presented in Figures 1b and 1c.
- the central element of the box 12, namely the base 1 has at the base a stall relative to the front-base 5 and to the rear-base 9 for positioning the insulation 3 and its protective tank 4.
- the thickness of the insulation has been chosen so that only the base 1 is supported on the ground. This arrangement guarantees the resumption of all the load by the only base 1 and this, even in the event of a slight subsidence of the ground under the weight of the device.
- the deflector cone 14 matches at one end the rectangular outline of the heat exchanger 13 and at the other end it has a circular section bearing on the circular hole 26 of the bottom plate 25 and opening out inside the ventilation volute 15 by a flared rim 27.
- the end of the ventilation volute 15 carries two wings 28 which slide into the slides 8 of the casing 12.
- the heat exchanger 13 is provided with two connection pipes 29 and 30 to the outdoor heating circuit.
- the insulating closure plate 31 is fixed on the fixing flanges 21 and 22 of the bottom plate 25 so as to present the hole 36 of the fan wheel 35 in the center of the flared circular flange 27 of the deflection cone 14.
- the rear pedestal 9 carries two lateral tabs 39 and a rear tab 40 for supporting an insulating seal 41 shaped so as not to obstruct the air streams moving towards the upper face of the rear pedestal 9.
- Figure 2 shows all of the metal elements arranged around the storage core, not shown in this figure, and resting on the box 12 with interposition of thermal insulators 38 and 41 respectively for the front base 5 and the rear base 9 and for the base 1 an insulator 42 and 42 ′ distributed in two panels, on either side of an angle iron 43 serving to support the lateral thermal insulation not shown.
- Two side plates 44 and 45 folded down towards the interior of the device rest on the insulating panel 42 'and are held in place by the weight of the accumulator core.
- Front-base 5 side, these side plates 44 and 45 receive a chimney front 46 and rear pedestal side 9, a rear chimney 47.
- the front chimney 46 has the general shape of a rectangular parallelepiped open on its entire upper face and carrying on its lower face an opening 48 aligning with the opening 7 of the front base 5.
- the inner face of the front chimney 46 is pierced with holes 49 allowing the air conveyed by the motor-fan unit to enter the channels of the accumulator core, not shown.
- This insulating barrier 59 prevents any propagation of the leakage currents, generated by the heating elements 61 brought to high temperature, towards the box 12. Given the star supply of the heating elements 61, the superstructure 58 and the core 60 constitute a free neutral point, while the outer casing 62, the casing 12 and the module 18 are earthed.
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Abstract
Description
Parmi les différents types d'appareils de chauffage par accumula- mation, de nombreux modèles utilisent un échangeur de chaleur air-eau pour extraire les calories emmagasinées dans le noyau accumulateur et les céder à un circuit de chauffage. Le transfert de calories est réalisé par une masse d'air pulsée, en circuit fermé, à travers les canaux du noyau accumulateur et l'échangeur de chaleur. Dans ces appareils, une bonne étanchéité de tout le circuit d'air est recherchée pour éviter des pertes de calories et une diminution du rendement. Dans la pratique, la difficulté principale est d'éviter des rentrées d'air frais dans les parties du circuit en dépression. Fonctionnant avec une masse d'air constante, ces rentrées d'air frais correspondent évidemment à des pertes d'air chaud, dans les parties du circuit d'air en surpression et réduisent le rendement de l'appareil. Au sortir du ventilateur, le circuit d'air présente une légère surpression qui diminue au fur et à mesure des pertes de charge rencontrées dans les canaux de ventilation du noyau accumulateur. A l'entrée de l'échangeur la pression dans le circuit d'air est proche de celle de l'ambiance. Mais à cause des pertes de charge très importantes crées par l'échangeur de chaleur, il règne dans l'espace compris entre l'échangeur de chaleur et le ventilateur une forte dépression susceptible d'engendrer des renrées d'air parasites dans l'appareil.Among the different types of storage heaters, many models use an air-water heat exchanger to extract the calories stored in the storage core and transfer them to a heating circuit. The transfer of calories is carried out by a mass of pulsed air, in a closed circuit, through the channels of the storage core and the heat exchanger. In these devices, good sealing of the entire air circuit is sought to avoid loss of calories and a reduction in efficiency. In practice, the main difficulty is to avoid the entry of fresh air into the parts of the circuit under vacuum. Operating with a constant mass of air, these fresh air intakes obviously correspond to losses of hot air, in the parts of the air circuit under pressure and reduce the efficiency of the device. On leaving the fan, the air circuit presents a slight overpressure which decreases as the pressure drops encountered in the ventilation channels of the accumulator core. At the inlet of the exchanger, the pressure in the air circuit is close to that of the ambient. But because of the very large pressure drops created by the heat exchanger, there is a strong vacuum in the space between the heat exchanger and the fan, which can generate parasitic air rebounds in the device. .
Une autre raison de la diminution du rendement est due aux masses d'air chaud qui n'ayant pas suivi ·1e trajet normal du circuit d'air viennent encombrer le ventilateur sans avoir emmagasiné ou cédé le nombre de calories prévu.Another reason for the decrease in efficiency is due to the masses of hot air which have not followed the normal path of the air circuit clogging the fan without having stored or given up the number of calories expected.
A cause des températures , de l'ordre de 600°G, auxquelles le noyau accumulateur est porté, l'étanchéité du circuit d'air de ces appareils ne peut être réalisée qu'avec des joints métalliques en utilisant par exemple des brides métalliques comme montré dans'le brevet DE 309607. Mais ces joints d'étanchéité métalliques constituent des points de passage à travers tout l'appareil pour les courants de fuite que les éléments chauffants engendrent à haute température. Ces courants de fuite constituent un danger évident pour la sécutité des personnes et la protection des bâtiments.Because of the temperatures, of the order of 600 ° G, to which the storage core is worn, the air circuit of these devices can only be sealed with metallic seals, for example using metal flanges such as shown in patent DE 309607. But these metal seals constitute points of passage through the whole apparatus for the leakage currents that the heating elements generate at high temperature. These leakage currents constitute an obvious danger to the safety of people and the protection of buildings.
Une étanchéité rigoureuse dans la partie du circuit en dépression supprime toute rentrée d'air frais dans l'appareil et, puisque celui-ci fonctionne à masse d'air constante, évite également toute fuite d'air chaud vers l'extérieur au départ du reste du circuit d'air qui peut alors être construit plus simplement pour installer une barrière isolante contre les courants de fuite.Rigorous sealing in the part of the vacuum circuit eliminates any re-entry of fresh air into the device and, since it operates at constant air mass, also prevents any leakage of hot air to the outside from the rest of the air circuit which can then be built more simply to install an insulating barrier against leakage currents.
L'invention revendiquée remédie aux inconvénients précités par des dispositions constructives permettant d'obtenir l'étanchéité dans la partie du circuit d'air en dépression et de concevoir le reste du circuit d'air pour en permettre une isolation efficace.The claimed invention overcomes the aforementioned drawbacks by means of constructive arrangements making it possible to obtain sealing in the part of the air circuit under vacuum and to design the rest of the air circuit to allow effective insulation.
L'appareil comporte notamment un caisson faisant office de glissière dans laquelle s'insère, à la manière d'un tiroir, un module formé d'un groupe moto-ventilateur, d'échangeur de chaleur et du cône déflecteur reliant de façon parfaitement étanche l'échangeur de chaleur au ventilateur. Au-dessus de ce caisson et séparé de celui-ci par une isolation thermique, se trouve une superstructure métallique formée d'une cheminée avant , d'une cheminée arrière maintenue par un couvercle supérieur. Tout l'ensemble est entouré d'une isolation thermique qui l'isole de l'extérieur.
- Les figures suivantes montrent l'invention plus en détails.
- Les figures la, lb et le montrent les éléments situés dans le bas de l'appareil de chauffage par accumulation.
- La figure 2 représente les éléments constitutifs de la superstructure métallique, disposée autour du noyau accumulateur.
- La figure 3 est une coupe montrant l'ensemble de l'appareil.
- Les figures 4 et 5 donnent le détail de certains éléments.
- The following figures show the invention in more detail.
- Figures la, lb and show the elements located at the bottom of the storage heater.
- FIG. 2 represents the constituent elements of the metal superstructure, arranged around the accumulator core.
- Figure 3 is a section showing the entire apparatus.
- Figures 4 and 5 give details of certain elements.
La figure 1 montre un socle 1, de forme parallélipipédique, constitué de tôle de forte épaisseur, nervurée pour augmenter sa raideur et surmontée d'une série de pièces d'appui 2 destinées a reprendre la charge du noyau. Sous le socle 1 se trouve un isolant thermique 3 placé dans un bac métallique 4 pour protéger l'isolant 3 contre l'humidité de la surface de pose.Figure 1 shows a
Devant le socle 1 se trouve un élément appelé avant-socle 5, de construction plus légère, de même largeur mais de hauteur un peu : supérieure à celle du socle 1 , de manière à présenter un seuil 6 en haut et en bas du socle pour servir de butée aux éléments coulissant à l'intérieur; cet avant-socle 5 prolonge en quelque sorte le socle 1 vers l'avant. L'avant socle 5 porte une ouverture 7 sur sa face supérieure et deux glissières 8 situées de part et d'autre de cette ouverture 7.In front of the
Derrière le solcle 1 se trouve un autre élément appelé arrière-socle 9 dont la face supérieure est ouverte et qui est garnie à l'intérieur de deux déflecteurs 10 et 11 pour bien répartir les filets d'air à l'entrée du socle 1. Le socle 1, l'avant-socle 5 et l'arrière-socle 9 constituent un caisson 12 dans lequel vient se glisser, à la manière d'un tiroir, un ensemble d'éléments présentés dans les figures lb et 1c. L'élément central du caisson 12, à savoir le socle 1, présente à la base un décrochage par rapport à l'avant-socle 5 et à l'arrière-socle 9 pour positionner l'isolant 3 et son bac de protection 4. L'épaisseur de l'isolant a été choisie de manière à ce que seul le socle 1 prenne appui sur le sol. Cette disposition garanti la reprise de toute la charge par le seul socle 1 et ce, même en cas d'affaissement léger du terrain sous le poids de l'appareil.Behind
La figure lb montre un échangeur de chaleur 13 raccordé par un cône déflecteur 14 à une volute 15 de ventilation.FIG. 1b shows a
Deux tôles horizontales 16 et 17 servent de guidage à l'intérieur du caisson 12 pour cet ensemble d'éléments constituant un module 18. Ces tôles de guidage 16 et 17 sont-maintenues parallèles entr'elles par deux entretoises 19 et 20 terminées respectivement par des rebords de fixation 21 et 22. L'échangeur de chaleur 13 est maintenu entre les deux tôles de guidage 16 et 17 par l'interposition de plaques isolantes 23 et 24 dont le rôle sera expliqué ultérieurement. Une plaque de fond 25 est solidarisée au module 18 et est munie d'un trou circulaire 26 autour duquel est disposée la volute 15 de ventilation. Pour assurer une bonne étanchéité entre l'échangeur de chaleur 13 et la volute de ventilation 15, le cône déflecteur 14 épouse à une extrémité le contour rectangulaire de l'échangeur de chaleur 13 et à l'autre extrémité il présente une section de forme circulaire prenant appui sur le trou circulaire 26 de la plaque de fond 25 et débouchant à l'intérieur de la volute de ventilation 15 par un rebord évasé 27. L'extrémité de la volute de ventilation 15 porte deux ailes 28 venant se glisser dans les glissières 8 du caisson 12. L'échangeur de chaleur 13 est muni de deux tuyaux de raccordement 29 et 30 au circuit de chauffage extérieur.Two
Le module 18 comporte encore un moto-ventilateur montré en figure lc.The
La figure Ic présente une plaque de fermeture isolante 31 munie d'un support 32 sur lequel repose un moteur 33 dont l'axe 34 entraîne une roue de ventilateur 35 nanti d'une ouïe 36.FIG. 1c presents an
La plaque de fermeture isolante 31 se fixe sur les rebords de fixation 21 et 22 de la plaque de fond 25 de façon à présenter l'ouïe 36 de la roue du ventilateur 35 au centre du rebord circulaire évasé 27 du cône déflecteur 14.The
Lorsque l'on glisse le module 18 à l'intérieur du caisson 12, la plaque de fond 25 vient à butée sur le seuil 6 du socle 1 et les ailes 28 de la volute de ventilation 15 coulissent dans les glissières 8 de l'avant socle 5 pour positionner convenablement la volute de ventilation 15 en face de l'ouverture 7 de l'avant-socle 5.When the
Cette ouverture 7 est entourée d'une rehausse 37 servant à canaliser le flux d'air sortant de la volute 15 de ventilation.This opening 7 is surrounded by an
Sur l'avant-socle 5 est disposé un isolant thermique 38.On the
L'arrière-socle 9 porte deux pattes latérales 39 et une patte arrière 40 pour supporter un joint isolant 41 conformé pour ne pas gêner les filets d'air se dirigeant vers la face supérieure de l'arrière-socle 9.The
La figure 2 montre l'ensemble des éléments métalliques disposés autour du noyau accumulateur, non représenté sur cette figure, et reposant sur le caisson 12 avec interposition des isolants thermiques 38 et 41 respectivement pour l'avant-socle 5 et l'arrière-socle 9 et pour le socle 1 un isolant 42 et 42' réparti en deux panneaux , de part et d'autre d'une cornière 43 servant de support à l'isolation thermique latérale non représentée. Deux tôles latérales 44 et 45 repliées dans le bas vers l'intérieur de l'appareil reposent sur le panneau isolant 42' et sont maintenues en place par le poids du noyau accumulateur . Côté avant-socle 5, ces tôles latérales 44 et 45 reçoivent une cheminée avant 46 et côté arrière-socle 9, une cheminée arrière 47.Figure 2 shows all of the metal elements arranged around the storage core, not shown in this figure, and resting on the
La cheminée avant 46 à la forme générale d'un parallélipipède rectangle ouvert sur toute sa face supérieure et portant sur sa face inférieure une ouverture 48 s'alignant sur l'ouverture 7 de l'avant socle 5. La face intérieure de la cheminée avant 46 est percée de trous 49 permettant à l'air véhiculé par la groupe moto-ventilateur de pénétrer dans les canaux du noyau accumulateur, non représenté.The
Les faces latérales de la cheminée avant 46 portent des plis 50 permettant l'emboitement de la cheminée avant 46 dans les tôles latérales 44 et 45. La cheminée avant 46 est également munie à sa partie supérieure d'un pli 51 pour l'emboîtement d'un élément supérieur. Ces plis 50, légèrement élastiques par conformation,offrent à la fois une étanchéité suffisante par emboitement et une libre dilation des assemblages sous l'effet des variations de température.The lateral faces of the
La cheminée arrière 47 est ouverte sur ses faces supérieure et inférieure et est percée de trous 52 et 53 respectivement sur ses faces intérieure et extérieure. Les trous 52 sur la face intérieure de la cheminée arrière 47 permettent à la fois l'insertion des éléments chauffants, non représentés, et 1a circulation de l'air sortant du noyau accumulateur, non représenté. Les trous 53 sur la face extérieure de la cheminée arrière 47 permettent le passage des éléments chauffants vers leur source d'alimentation en énergie électrique.The
La cheminée arrière 47 porte également des plis latéraux 50 et un pli 51 à sa partie supérieure, identiquesà ceux de la cheminée avant 46.The
Une patte arrière 54 et des pattes latérales 55 permettent d'appuyer la cheminée arrière 47 sur l'arrière socle 9 avec interposition du joint thermique 41.A
Les tôles latérales 44 et 45, la cheminée avant 46 et la cheminée arrière 47 sont coiffées par un couvercle 56, muni, sur deux faces opposées de plis de raccordement 57 s'insérant dans les tôles latérales 44 et..45, les deux autres faces du couvercle 56 se glissant dans les plis 51 des cheminées avant et arrière.The
L'ensemble formé des tôles latérales 44 et 45, de la cheminée avant 46, de la cheminée arrière 47 et du cpuvercle 56 constitue la superstructure métallique 58. Cette superstructure 58 est obtenue par simple emboîtement de ces constituants. La fixation des cheminées avant et arrière peut être complètée par des vis joignant les plis 50 des cheminées aux bords des tôles latérales 44 et 45, en veillant à ne pas contrarier la libre dilatation des éléments; utilisation de boutonnières et de vis avec épaulement . Compte tenu de la nature des isolants utilisés pour l'isolation thermique de l'appareil, on peut atteindre un bon niveau d'isolation avec ces mêmes isolants.The assembly formed by the
La figure 3 fait apparaître une barrière isolante 59 qui sépare la superstructure métallique 58, entourant un noyau 60, du caisson 12 dans lequel est glissé le module 18. Cette barrière isolante 59 se compose de l'isolant 38 posé sur l'avant-socle 5, des panneaux 42 et 42' superposés au dessus des pièces d'appui 2 et du joint isolant insérés entre les pattes latérales 39 et la patte arrière 44 de l'arrière-socle 9 et les pattes latérales 55 et la patte ariière 54 de la cheminée arrière 47.FIG. 3 shows an insulating
Cette barrière isolante 59 empêche toute propagation des courants de fuite, engendrés par les éléments chauffants 61 portés à haute température, vers le caisson 12. Compte tenu de l'alimentation en étoile des éléments chauffants 61, la superstructure 58 et le noyau 60 constituent un point neutre libre, alors que l'enveloppe extérieure 62, le caisson 12 et le module 18 sont mis à la terre.This insulating
La figure 3 montre encore qu'au sortir de la roue 33 du ventilateur une petite quantité d'air peut s'introduire dans le socle 1 entre les plaques de guidage 16 et 17 et le cône déflecteur 14. Ce flux de fuite est arrêté par les isolants 23 et 24 disposé de part et d'autre de l'échangeur de chaleur.Figure 3 also shows that at the end of the fan wheel 33 a small amount of air can be introduced into the
La figure 4 montre l'arbre 34 reliant la roue 35 au moteur 33 pas- santà travers la plaque de fermeture isolante 31 dans un fourreau 63 obturé, côté moteur, par une rondelle 64 en matériau auto-lubrifiant à bas coéfficient de frottement. La figure 5 montre que cette rondelle porte un trou 65 d'un diamètre adapté à celui de l'abre 34 et présente un prolongement vers sa partie supérieure nanti d'une fente 16 pour y introduire une vis 67. Cette vis 67 porte un épaulement 68 pour permettre à la rondelle 64 de rester appliquée contre la paroi suite à un éventuel déplacement de l'arbre 34.Figure 4 shows the
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Applications Claiming Priority (2)
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EP81200862 | 1981-07-31 | ||
EP81200862 | 1981-07-31 |
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EP0071593B1 EP0071593B1 (en) | 1986-04-16 |
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- 1982-07-29 DE DE8282870043T patent/DE3270617D1/en not_active Expired
- 1982-07-29 EP EP82870043A patent/EP0071593B1/en not_active Expired
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EP0071593A3 (en) | 1983-10-05 |
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