EP1442630B1 - Heating cabinet - Google Patents
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- EP1442630B1 EP1442630B1 EP02788033A EP02788033A EP1442630B1 EP 1442630 B1 EP1442630 B1 EP 1442630B1 EP 02788033 A EP02788033 A EP 02788033A EP 02788033 A EP02788033 A EP 02788033A EP 1442630 B1 EP1442630 B1 EP 1442630B1
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Description
La présente invention concerne une armoire chauffante à régulation électronique dédiée à une atmosphère explosible, notamment pour le maintien en particulier à un indice de viscosité requis pour leur emploi de matières liquides telles que peinture, laque, enduit, vernis ou autre ainsi qu'un panneau électrique radiant modulaire incorporable à une telle armoire.The present invention relates to a heating cabinet to electronic control dedicated to an explosive atmosphere, especially for the maintenance in particular of an index of viscosity required for their use of liquids such as paint, lacquer, plaster, varnish or other a modular radiant electrical panel that can be incorporated into such a cabinet.
De nombreux produits doivent aujourd'hui être stockés à l'intérieur d'armoire thermostatée dans des conditions correspondant à leur température d'utilisation. Tel est le cas notamment des peintures à base aqueuse ou solvantée, de manière à permettre la réalisation de dosages prêts à l'emploi. Ces armoires sont par ailleurs susceptibles d'être exposées à des atmosphères explosibles que nous appellerons « EX » et dont la définition est donnée dans la Directive Européenne ATEX n°94/9/CE. En conséquence, la conception retenue doit être compatible avec de telles atmosphères. Jusqu'à présent, toutes les solutions développées sont restées des solutions dédiées à des atmosphères non explosibles car elles seraient extrêmement onéreuses si elles devaient être réalisées en l'état avec des technologies « EX » sans pour autant apporter une complète satisfaction à l'utilisateur. Ainsi, une première solution consiste à utiliser un radiateur électrique avec ou sans fluide caloporteur à l'intérieur de l'armoire chauffante. Cette solution s'avère particulièrement coûteuse en version « EX ». En outre, sa mise en place nécessite un encombrement important générant une élévation du bâti de l'armoire ou une réduction du nombre de pots de produits stockables. Cette solution génère une élévation du poids de l'armoire et implique l'obligation de positionner le radiateur dans le bas de l'armoire pour utiliser la montée naturelle de la chaleur. Il en résulte une source de chaleur concentrée en un seul endroit, cette source étant susceptible d'occasionner des surchauffes dans son voisinage qui, en particulier dans le cas de la peinture, provoquent un durcissement de cette dernière.Many products today have to be stored at thermostatic cabinet interior in conditions corresponding to their temperature of use. This is the in particular water-based or solvent-based paints, to allow the realization of dosages ready to employment. These cabinets are also likely to be exposed to explosive atmospheres that we will be called "EX" and whose definition is given in the European Directive ATEX n ° 94/9 / CE. As a result, retained design must be compatible with such atmospheres. So far, all the solutions developed remained solutions dedicated to non-explosive atmospheres because they would be extremely expensive if they were to be made as is with technologies "EX" without providing a complete satisfaction to the user. Thus, a first solution is to use an electric heater with or without heat transfer fluid inside the cabinet heating. This solution is particularly expensive in "EX" version. In addition, its establishment requires a large footprint generating an elevation of the cabinet frame or a reduction in the number of pots of Storable products. This solution generates a rise in weight of the cabinet and implies the obligation to position the radiator in the bottom of the cabinet to use the natural rise of heat. This results in a source of concentrated heat in one place, this source being likely to cause overheating in his neighborhood which, especially in the case of painting, cause a hardening of the latter.
Une autre solution consiste à disposer sous les étagères de stockage de l'armoire des résistances électriques. A nouveau, cette solution serait très coûteuse en version « EX ». Par ailleurs, elle génère des variations de température importantes aptes à entraíner des surchauffes des produits posés sur les étagères de stockage.Another solution is to have under the shelves of storage of the cabinet of the electric resistances. AT again, this solution would be very expensive "EX". Moreover, it generates variations of important temperatures capable of causing overheating products placed on storage shelves.
Enfin, une troisième solution consiste à positionner une résistance électrique à l'extérieur de l'armoire chauffante et à chauffer le contenu de l'armoire par l'intermédiaire d'air pulsé. Ainsi, de l'air froid pulsé de l'extérieur se réchauffe au passage sur la résistance de température de surface très élevée en induisant une consommation d'énergie importante. Il en résulte une diffusion d'air chaud aux alentours de 70°C dans l'armoire induisant à nouveau des points de surchauffe pouvant occasionner un durcissement de la peinture. La distribution de l'air chauffé dans toute l'armoire est canalisée par des goulottes. La résistance est généralement installée au sommet de l'armoire à l'extérieur de cette dernière pour éviter de réduire la capacité de stockage de l'armoire.Finally, a third solution consists in positioning a electrical resistance outside the heating cabinet and to heat the contents of the cabinet via pulsed air. Thus, cold air pulsed from the outside is warms in passing on the temperature resistance of very high surface by inducing energy consumption important. This results in a diffusion of hot air to around 70 ° C in the cabinet inducing again points of overheating that may cause a hardening of the painting. The distribution of heated air in all the cabinet is channeled by chutes. Resistance is usually installed at the top of the cabinet at outside of the latter to avoid reducing the storage capacity of the cabinet.
Aucune de ces solutions ne permet donc d'éviter une surchauffe ponctuelle des produits stockés. Par ailleurs, lorsque ces solutions sont techniquement adaptées à des atmosphères explosibles, il en résulte un surcoût important de telles installations prohibitif pour l'application envisagée. Enfin, ces installations de chauffage sont relativement encombrantes et réduisent de manière importante les capacités de stockage de l'armoire.None of these solutions therefore makes it possible to avoid a point overheating of stored products. Otherwise, when these solutions are technically suitable for explosive atmospheres, this results in significant additional costs such prohibitive facilities for the application considered. Finally, these heating installations are relatively bulky and reduce important storage capacity of the cabinet.
Le document allemand DE-A-2.327.000 illustre l'une des solutions décrites ci-dessus. Dans ce cas, le dispositif de chauffage, destiné en particulier à des applications domestiques, telles que le chauffage ou séchage de vêtements, est constitué de résistances électriques logées dans un caisson isolant, le chauffage s'opérant par soufflage d'air au moyen d'un ventilateur, cet air étant chauffé par passage à travers le dispositif de chauffage.German document DE-A-2,327,000 illustrates one of the solutions described above. In this case, the device for heating, intended in particular for applications such as heating or drying of clothing, consists of electrical resistors housed in an insulating box, heating being effected by blowing air by means of a fan, this air being heated by passage through the heater.
Une solution analogue est décrite dans le brevet EP-A-0.758.694. Dans ce cas, des éléments chauffants, constitués de résistances électriques, se présentant sous forme d'enroulements hélicoïdaux, sont fixés à la paroi du dessus d'une armoire de manière à s'étendre au-dessus de la paroi servant à la délimitation de l'enceinte de chauffage, un ventilateur étant prévu dans ce compartiment. A nouveau, le chauffage s'opère par soufflage d'air chaud, l'air se réchauffant au contact des résistances électriques. A similar solution is described in EP-A-0.758.694. In this case, heating elements constituted electrical resistors, in form helical windings, are attached to the top wall of a cabinet so as to extend over the wall used to delimit the heating chamber, a fan being provided in this compartment. Again, the heating is done by blowing hot air, the air is heating in contact with the electric resistances.
Le brevet US-A-4.585.923 décrit quant à lui une armoire chauffante dont l'élément chauffant est constitué d'une tige chauffante recourbée en méandres. Cette tige, qui comporte deux points de raccordement électrique et/ou mécanique à l'armoire, est disposée de manière à être écartée des parois de l'enceinte de chauffage. Des passages d'air sont prévus entre l'enceinte de chauffage et le compartiment contenant l'élément de chauffage.US Pat. No. 4,585,923 describes a cabinet heating element whose heating element consists of a heating rod curved in meanders. This stem, which has two points of electrical connection and / or mechanical to the cabinet, is arranged so as to be away from the walls of the heating chamber. Passages air are provided between the heating chamber and the compartment containing the heating element.
Une armoire chauffante analogue est décrite dans le brevet US-A-6.121.583. A nouveau, des câbles de chauffage sont disposés entre les parois extérieure et intérieure de ladite armoire et constituent une source de chaleur. Ces câbles sont dans ce cas insérés dans une isolation constituée de fibres de verre, l'isolation ayant pour fonction de maintenir la chaleur développée par le câble de chauffage à l'intérieur du compartiment contenant lesdits câbles.A similar heating cabinet is described in the patent US Patent 6,121,583. Again, heating cables are arranged between the outer and inner walls of said cabinet and constitute a source of heat. These cables are in this case inserted into an insulation made of glass fibers, the insulation being function of maintaining the heat developed by the cable of heating inside the compartment containing the said cables.
En conséquence, dans toutes les solutions décrites ci-dessus, le chauffage s'opère soit par réchauffement d'un air soufflé, soit par l'intermédiaire de dispositifs de chauffage positionnés dans un compartiment externe à l'armoire et écartés des parois servant à la délimitation de l'enceinte contenant les produits devant être régulés en température.As a result, in all the solutions described above, heating is done either by heating a blown air, either by means of heating positioned in an external compartment to the cabinet and separated from the walls used for delimitation of the enclosure containing the products to be regulated in temperature.
Toutes ces solutions sont en outre développées pour une utilisation en atmosphère normale, c'est à dire n'étant pas susceptible d'atteindre un seuil compris entre deux valeurs limites d'explosion appelé LIE % (Limite Inférieure d'Explosivité) et LSE % (Limite Supérieure d'Explosivité) en raison de la concentration de gaz en présence dans l'air. Une classification des substances chimiques, issue de l'INRS (Institut National de Recherche Scientifique) reprise par les organismes de certification « EX » tels que l'INERIS ou le LCIE, permet d'évaluer la classe de risque dans laquelle le matériel électrique ou électronique doit être conçu : IIA, IIB ou IIC. Des normes très précises de construction du matériel électrique pour atmosphères explosibles existent et décrivent les différents modes de protection, notamment la norme EN50020 « i » pour la sécurité intrinsèque et la norme EN50028 « m » pour l'encapsulage.All these solutions are further developed for a use in normal atmosphere, ie not being likely to reach a threshold between two values explosion limits called LEL% (Lower Limit Explosive) and LSE% (Upper Explosive Limit) because of the concentration of gas present in the air. A classification of chemical substances, issue of the INRS (National Institute of Scientific Research) taken by the "EX" certification bodies, such as the INERIS or the LCIE, makes it possible to evaluate the risk class in which the electrical or electronic equipment must be designed: IIA, IIB or IIC. Very precise standards of construction of electrical equipment for atmospheres explosive exist and describe the different modes of protection, in particular the EN50020 "i" standard for intrinsically safe and the EN50028 "m" standard for encapsulation.
L'objectif est d'éviter toutes les sources d'inflammation telles que des surfaces chaudes ou des arcs ou étincelles d'énergie suffisante d'origine électrique pouvant provoquer un risque d'explosion.The goal is to avoid all ignition sources such as hot surfaces or arches or sparks of sufficient energy of electrical origin to cause a risk of explosion.
Pour chaque niveau de risque, auquel une classe de température peut être associée comme le précise la norme EN50014 « règles générales », correspondent des valeurs d'énergies critiques à ne pas dépasser et permettent de concevoir un matériel utilisé en atmosphère explosible en calculant les limites acceptables des paramètres d'inductance L (µH), de capacité C (ηF), de tension U (V), de courant I (A) et de puissance P (W) avec des coefficients de sécurité appropriés.For each level of risk, to which a class of temperature can be associated as specified by the standard EN50014 "general rules", correspond to values critical energies that should not be exceeded and to design equipment used in potentially explosive atmospheres calculating the acceptable limits of the parameters inductance L (μH), capacitance C (ηF), voltage U (V), current I (A) and power P (W) with appropriate safety factors.
Un but de la présente invention est de proposer une armoire chauffante dont la conception des moyens de chauffage permet d'obtenir un chauffage uniforme et sensiblement homogène à l'intérieur de ladite armoire, sans création de choc thermique, tout en limitant l'encombrement d'un tel dispositif de chauffage.An object of the present invention is to provide a cabinet heating whose design means heating allows to obtain uniform heating and substantially homogeneous inside said cabinet, without creating thermal shock, while limiting the bulk of such heating device.
Un autre but de la présente invention est de proposer une armoire chauffante dont la conception permet d'éviter tout contact direct des moyens de chauffage avec les produits stockés à l'intérieur de l'armoire.Another object of the present invention is to propose a heated cabinet whose design avoids any direct contact of the heating means with the products stored inside the cabinet.
Un autre but de la présente invention est de proposer une armoire chauffante dont la conception permet d'intégrer les moyens de chauffage sans avoir à procéder à une modification du bâti de l'armoire et de permettre de chauffer des volumes très variés en adaptant la puissance de chauffage en fonction de la géométrie de l'armoire.Another object of the present invention is to propose a heated cabinet whose design makes it possible to integrate heating means without having to proceed to a modification of the cabinet frame and to allow to heat very varied volumes by adapting the power of heating according to the geometry of the cabinet.
Un autre but de la présente invention est de proposer une armoire chauffante dont la conception permet l'installation d'une telle armoire dans une atmosphère explosible sans générer de surcoût important de l'ensemble.Another object of the present invention is to propose a heating cabinet whose design allows installation of such a cabinet in an explosive atmosphere without generate significant additional cost of the whole.
Un autre but de l'invention est d'apporter des performances de régulation optimale du système de chauffage par câble chauffant grâce à l'apport de l'électronique qui permet une meilleure gestion d'un système asservi.Another object of the invention is to provide performance optimal regulation of the cable heating system heating thanks to the contribution of electronics which allows a better management of a slave system.
A cet effet, l'invention a pour objet une armoire chauffante, notamment pour le maintien en particulier à un indice de viscosité requis pour leur emploi de matières liquides telles que peinture, laque, enduit, vernis ou autre, ladite armoire chauffante étant équipée, au voisinage d'une paroi, d'un panneau perforé doublant au moins partiellement ladite paroi, en créant un espace tampon entre paroi et panneau, caractérisé en ce que le panneau perforé est un panneau radiant équipé, sur sa face formant dos en regard de la paroi doublée de l'armoire, de profilés supportant au moins un élément électrique chauffant, en vue de favoriser l'échange thermique entre élément chauffant et panneau, et en ce que l'élément électrique chauffant est constitué d'un câble électrique chauffant serpentant à contact le long du dos du panneau pour créer à l'intérieur de l'armoire au moins par conduction un maintien de la température de l'armoire à l'intérieur d'une plage déterminée. For this purpose, the invention relates to a cabinet heating, especially for the maintenance in particular to a Viscosity index required for their use of materials liquids such as paint, lacquer, coating, varnish or another, said heating cabinet being equipped with adjacent to a wall, a perforated panel doubling at least partially said wall, creating a space buffer between wall and panel, characterized in that the perforated panel is a radiant panel equipped on its face forming a back facing the lined wall of the cabinet, profiles supporting at least one electrical element heating, with a view to promoting the heat exchange between heating element and panel, and in that the element electric heating consists of an electric cable heated snaking to contact along the back of the panel to create inside the cabinet at least by conduction a temperature maintenance of the cabinet within a certain range.
Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, l'invention a pour objet une armoire chauffante, notamment pour le maintien en particulier à un indice de viscosité requis pour leur emploi de matières liquides telles que peinture, laque, enduit, vernis ou autre, caractérisée en ce qu'elle est équipée, au voisinage de la partie de fond, d'un panneau radiant perforé doublant en plan vertical au moins partiellement ledit fond, en créant un espace tampon entre fond et panneau, ce panneau supportant, sur sa face formant dos en regard du fond de l'armoire, au moins un câble électrique chauffant serpentant à contact le long du dos du panneau pour créer à l'intérieur de l'armoire au moins par conduction un maintien de la température de l'armoire à l'intérieur d'une plage déterminée.According to a preferred embodiment of the invention, the subject of the invention is a heated cabinet, in particular for maintaining in particular at a viscosity index required for their use of liquid materials such as paint, lacquer, coating, varnish or other, characterized in what it is equipped, near the bottom part, a perforated radiant panel doubling in a vertical plane at less partially said background, creating a buffer space between the bottom and the panel, this panel supporting, on its face forming back opposite the bottom of the cabinet, at least one electrical heating cable snaking to contact along the back of the panel to create inside the cabinet at less by conduction a maintenance of the temperature of the cabinet within a certain range.
La conception du panneau radiant perforé autorise un transfert thermique du câble équipant le panneau par conduction et radiation conjuguées sur ledit panneau faisant alors office de radiateur de diffusion de la chaleur, le câble possédant en lui-même une surface d'échange beaucoup trop faible. Par ailleurs, une telle disposition permet un ajustement aisé de la puissance de chauffe, notamment en fonction de la longueur de câble choisie. Enfin, l'encombrement d'un tel dispositif de chauffage est extrêmement faible grâce à l'utilisation d'un panneau extrêmement plat en position verticale et le positionnement du panneau à l'arrière de l'armoire chauffante n'occasionne aucune gêne dans la manipulation des produits stockés à l'intérieur de l'armoire, ni de risque d'être pollué par les produits contenus à l'intérieur de l'armoire.The design of the perforated radiant panel allows a thermal transfer of the cable fitted to the panel by conduction and radiation conjugated on said panel then serving as the diffusion radiator of the heat, the cable itself having a surface of exchange much too weak. Moreover, such provision allows easy adjustment of the power of heating, in particular according to the length of the cable chosen. Finally, the size of such a device heating is extremely low thanks to the use of a extremely flat panel in upright position and the panel positioning at the back of the cabinet heating does not cause any inconvenience in handling products stored inside the cabinet, or risk of being polluted by the products contained in inside the cabinet.
Selon une autre forme de réalisation préférée de l'invention, le câble électrique chauffant est un câble auto-limitant du type dont la puissance de chauffe est fonction de la température extérieure, ce câble étant compatible avec une atmosphère explosible.According to another preferred embodiment of the invention, the electric heating cable is a cable self-limiting type whose heating power is depending on the outside temperature, this cable being compatible with an explosive atmosphere.
L'utilisation d'un câble auto-limitant rend possible le positionnement d'une telle armoire dans une atmosphère explosible tout en offrant une solution très économique.The use of a self-limiting cable makes it possible to positioning of such a cabinet in an atmosphere explosive while offering a very economical solution.
L'invention a encore pour objet un panneau électrique radiant pour armoire chauffante, ce panneau étant agencé pour doubler au moins partiellement une paroi de ladite armoire, caractérisé en ce que la face du panneau destinée à venir en regard de la paroi de l'armoire dite dos du panneau est équipée de profilés, de préférence en forme de goulotte, ces profilés portant au moins un câble chauffant serpentant à contact le long de la face du panneau destinée à venir en regard de la paroi de l'armoire de manière à créer, à l'intérieur de l'armoire au moins par conduction, un maintien de la température de l'armoire à l'intérieur d'une plage déterminée.The invention also relates to an electrical panel radiant heating cabinet, this panel being arranged for at least partially doubling a wall of said cabinet, characterized in that the face of the panel coming next to the wall of the cabinet called back of the panel is equipped with profiles, preferably in the form of chute, these profiles carrying at least one heating cable snaking to contact along the face of the panel intended coming next to the wall of the cabinet so as to create, inside the cabinet at least by conduction, a temperature maintenance of the cabinet inside a certain beach.
Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le panneau double en plan vertical au moins partiellement le fond de l'armoire, le dos du panneau, destiné à venir en regard du fond de l'armoire, étant équipé de profilés en forme de goulottes pour envelopper le câble à l'état posé.According to a preferred embodiment of the invention, the double panel in vertical plane at least partially the bottom of the cabinet, the back of the panel, intended to come in the bottom of the cabinet, being equipped with shaped chutes to wrap the cable in the laid condition.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la
description suivante d'exemples de réalisation, en
référence aux dessins annexés dans lesquels :
L'armoire 1 chauffante, objet de l'invention, est plus
particulièrement destinée au stockage de matières liquides,
telles que peinture, laque, enduit, vernis ou autres
conditionnés généralement en pots 9 comme l'illustre la
figure 2. De tels produits nécessitent pour leur
utilisation le maintien à un indice de viscosité déterminé,
indice qui ne peut être maintenu qu'à l'intérieur d'une
plage de température déterminée. Le but d'une telle armoire
1 chauffante est donc de maintenir à l'intérieur de
l'enceinte de stockage une température comprise à
l'intérieur d'une plage prédéterminée, de préférence de
l'ordre de 20°C ± 2°C, à une température ambiante
extérieure de 0°C minimum.The
Cette armoire 1 est constituée de manière en soi connue
d'un bâti délimitant une enceinte de stockage de forme
générale parallélépipédique. La face antérieure de
l'armoire est fermée au moyen de deux portes, la face
arrière de l'armoire étant fermée au moyen d'une paroi de
fond 2.This
De manière caractéristique à l'invention, cette armoire est
équipée, au voisinage d'une paroi d'un panneau 3 radiant
perforé. Dans tous les exemples, cette paroi est constituée
par la partie de fond 2 de l'armoire. Toutefois, les parois
latérales et le plancher auraient pu, de manière
équivalente, être équipées d'un tel panneau. Ce panneau 3,
qui peut être constitué d'un flan de tôle, peut être ajouré
par l'intermédiaire de découpes dans ladite tôle. Les
perforations 3B ou ajours peuvent encore être réalisés par
d'autres moyens tels que découpe au laser, emboutissage,
etc... La surface de vides constituée par les ajours ou
perforations est généralement comprise entre 5 et 15% , et
de préférence au moins égale à 10% par rapport à la surface
totale du panneau 3 pour éviter qu'une grande partie de la
puissance du câble chauffant ne serve à chauffer le panneau
en tôle faisant office de radiateur. De ce fait, le rôle du
panneau est double car il assure une fonction conjuguée de
la conduction de la chaleur et son rayonnement dans
l'armoire. Les ajours ou perforations 3B permettent aussi,
à l'état posé du panneau, une circulation de l'air à
l'intérieur de l'enceinte évitant toute accumulation d'air
chaud dans l'espace 8 tampon qui sera décrit ci-après. Ces
perforations ont en outre pour avantage de réduire le poids
total du panneau et d'optimiser la surface d'échange avec
l'air.Characteristically to the invention, this cabinet is
equipped, in the vicinity of a wall of a
Ce panneau 3 radiant perforé double, en plan vertical, au
moins partiellement le fond 2 de l'armoire, en créant un
espace 8 tampon entre fond 2 et panneau 3. Cet espace 8
tampon permet d'éviter le contact direct du panneau avec
les parois froides externes de l'armoire chauffante de
manière à éviter les pertes de rendement. Cette
configuration permet donc de développer un transfert
thermique par l'intermédiaire d'une juste surface de
conduction et de radiation de la chaleur autour du câble
chauffant et d'éviter les contacts du câble chauffant avec
une paroi froide externe source de perte de rendement.This double perforated radiant panel, in vertical plane, at
less partially the
Ce panneau 3 supporte, sur sa face formant dos 3A,
correspondant à la face du panneau en regard du fond 2 de
l'armoire, au moins un câble 4 électrique chauffant. Ce
câble 4 électrique serpente à contact le long du dos 3A du
panneau 3 pour créer à l'intérieur de l'armoire 1 au moins
par radiation un maintien de la température de l'armoire 1
à l'intérieur d'une plage déterminée. Cette disposition du
câble permet une conduction efficace de la chaleur sur le
panneau 3 en éviter à l'utilisateur tout contact direct
avec le câble chauffant.This
Le câble 4 électrique chauffant utilisé est de préférence
un câble auto-limitant du type dont la puissance de chauffe
est fonction de la température extérieure, ce câble 4 étant
compatible avec une atmosphère explosible. Un tel câble est
généralement utilisé pour la mise hors gel ou le maintien
en température de canalisation, de robinetterie, de circuit
de mesure ou encore des armoires électriques de contrôle. The
Le principe d'un tel câble est le suivant : une résistance variant avec la température est placée entre deux conducteurs de cuivre en parallèle. La résistance module et limite le dégagement de chaleur du câble en fonction de la température ambiante. Si la température ambiante augmente, la puissance de chauffe du câble diminue. Ce comportement d'autolimitation empêche la surchauffe même en cas de superposition. Grâce à l'alimentation en parallèle, l'ensemble du circuit chauffant est soumis à une tension de 230 Volts. Il est donc possible d'adapter le câble à une longueur choisie en respectant les valeurs d'intensité requises. Généralement, ce câble se présente sous forme d'un conducteur de raccordement en cuivre étamé, d'une résistance de chauffage auto-régulante réticulée en matière synthétique, d'une gaine intérieure d'isolation, par exemple en polyoléfine en liaison complète avec la résistance, d'une gaine supplémentaire d'isolation, d'une tresse en cuivre étamée ou en acier inoxydable et d'une gaine de protection extérieure en résine fluorée ou en polyoléfine. De tels câbles auto-limitant toriques ou plats, en particulier sous forme de bandes, dont la technologie est désormais bien connue, sont notamment fabriqués et/ou commercialisés par des sociétés comme RAYCHEM, BARTEC, CETAL, FLEXELEC ou ETIREX SA dont une référence de ce dernier est SRL 10-2C.The principle of such a cable is as follows: varying with temperature is placed between two Copper conductors in parallel. Resistance modulates and limits the heat release of the cable according to the ambient temperature. If the ambient temperature increases, the heating power of the cable decreases. This behavior self-limitation prevents overheating even in case of overlay. Thanks to the parallel power supply, the entire heating circuit is subjected to a voltage of 230 Volts. It is therefore possible to adapt the cable to a chosen length respecting the intensity values required. Generally, this cable comes in form a tinned copper connection conductor, a cross-linked self-regulating heating resistor synthetic material, an inner insulation sheath, example polyolefin in complete connection with the resistance, an additional insulation sheath, a tinned copper or stainless steel braid and a external protective sheath made of fluorinated resin or polyolefin. Such self-limiting cables toric or dishes, particularly in the form of strips, the technology is now well known, including manufactured and / or marketed by companies such as RAYCHEM, BARTEC, CETAL, FLEXELEC or ETIREX SA, one of which reference of the latter is SRL 10-2C.
L'avantage de cette technologie est d'obtenir un câble dont
la température de surface demeure faible et en deçà d'une
valeur prédéterminée. Bien évidemment, ce câble 4 est relié
à une carte électronique 12 incorporant des moyens de
déclenchement du chauffage du câble en fonction d'au moins
une valeur seuil, cette carte électronique 12 recevant
elle-même des signaux d'au moins une sonde de mesure de
température mesurant la température à l'intérieur de
l'enceinte de l'armoire et pouvant commander des sorties
auxiliaires tel qu'un ventilateur ou des options
d'informations tel qu'un affichage de la température. Cette
carte électronique a en outre la particularité d'être
conçue selon les modes de protection complémentaires « i »
sécurité intrinsèque et « m » encapsulage spécifiques pour
une utilisation en atmosphère explosible.The advantage of this technology is to get a cable
the surface temperature remains low and below
predetermined value. Of course, this
En effet, cette carte gère un système asservi. Il s'agit d'un système de 1er ordre, c'est à dire que la relation entre l'entrée et la sortie est une équation différentielle de 1er ordre.Indeed, this card manages a slave system. This is a system of order 1, i.e. the relationship between the input and the output is a differential equation of 1st order.
Un système existant largement répandu consiste à utiliser un thermostat électromécanique.A widespread existing system is to use an electromechanical thermostat.
Ces systèmes de contrôle de chauffage standards sont tous de type tout ou rien en boucle fermée. L'inconvénient majeur de ce principe de régulation est son instabilité car il réagit avec une grande inertie en raison d'un manque de précision dans la boucle de régulation.These standard heating control systems are all all-or-nothing type in closed loop. Disadvantage major feature of this regulatory principle is its instability he reacts with great inertia because of a lack of precision in the control loop.
Dans son cycle de fonctionnement, le régime transitoire est caractérisé par une réponse indicielle instable dite de dépassement (overshoot), comme le montre la figure 7, c'est à dire qu'il y aura, d'une part, un dépassement systématique de la valeur haute de tolérance, et d'autre part, en régime permanent l'écart entre la valeur de la consigne de 20°C +/- Δt°C, et la réponse du système n'atteindra jamais la valeur 0 à l'infini.In its operating cycle, the transitional regime is characterized by an unstable index response known as overshoot, as shown in Figure 7, this is to say that there will be, on the one hand, an overtaking systematically the high value of tolerance, and other in steady state the difference between the value of the set point of 20 ° C +/- Δt ° C, and the system response will never reach 0 at infinity.
Cette courbe de réponse à un échelon, correspondant à la valeur de consigne de la température souhaitée, est beaucoup plus maítrisable dans l'application électronique développée comme le montre la figure 6 en raison de l'utilisation, soit d'une technologie à microcontrôleur dont un exemple est donné par la famille des produits PIC (voir figure 8), soit d'un composant spécifique dont un exemple est donnée par MOTOROLA avec la référence UAA2016P. Les fonctionnalités nouvelles alors exploitées pour l'armoire chauffante sont les suivantes :
- Une commande chrono-proportionnelle (ou PWM : pulse Width Modulation pour microcontrôleur) qui évite le phénomène de dépassement de consigne à la mise en chauffe (régime transitoire) sollicitant constamment le système de chauffage et créant alors des risques de surchauffe continuelle dans l'armoire chauffante.
- Un ajustage de l'hystérésis en fonction des variations d'inertie des volumes à chauffer et des déperditions thermiques.
- Un pilotage de composant de puissance type TRIAC avec
un réamorçage au 0 volt de tension pour assurer la commutation de puissance à un faible niveau d'énergie. - Des options de sécurité de type rupture de capteur de mesure de la température interdisant alors la fonction de chauffage.
- A chrono-proportional control (or PWM: Pulse Width Modulation for microcontroller) which avoids the phenomenon of exceeding setpoint when warming up (transient) constantly stresses the heating system and creating risks of continual overheating in the cabinet heating.
- An adjustment of the hysteresis according to the variations of inertia of the volumes to be heated and the thermal losses.
- A triac power component control with a 0 volt reboot to ensure power switching at a low energy level.
- Safety options such as breaking the temperature sensor prevent the heating function.
Au moins les fonctionnalités ci-dessus sont incorporées dans la carte électronique. Ces fonctionnalités sont bien évidemment inexistantes pour une régulation réalisée avec un thermostat.At least the above features are incorporated in the electronic card. These features are good obviously nonexistent for a regulation carried out with a thermostat.
Par ailleurs, la réflexion d'un système de chauffage « Ex » peut avantageusement être mise en oeuvre grâce aux modes de protection de type « i » sécurité intrinsèque et « m » encapsulage dont la combinaison permet entre autres de développer des fonctionnalités intégrées d'affichage de la température ou d'informations de l'état de fonctionnement par des diodes témoins. Ce type de fonctions est impossible à réaliser en version « EX » avec des solutions classiques décrites précédemment.Moreover, the reflection of an "Ex" heating system can advantageously be implemented thanks to the modes of intrinsic safety "i" type protection and "m" encapsulation, the combination of which makes it possible develop integrated display features of the temperature or operational status information by control diodes. This type of function is impossible to be realized in «EX» version with classical solutions previously described.
Pour permettre la fixation du ou des câbles 4 électrique(s)
sur le panneau 3, le dos 3A du panneau 3 est équipé de
profilés 5 en forme de goulotte servant à envelopper le
câble 4 à l'état posé. Ces goulottes 5, plus
particulièrement représentées aux figures 3 et 4A, 4B, sont
disposées en rangées de préférence parallèles,
éventuellement à écartement variable, pour obtenir une
homogénéisation de la température de bas en haut de
l'armoire 1. Ainsi, on réduit généralement l'écartement
entre rangées en partie basse de manière à augmenter la
puissance de chauffe en partie basse.To allow the attachment of the electric cable (s) 4
on the
Pour faciliter la pose de tels câbles 4, chaque goulotte 5
présente un bord 5A marginal repliable pour envelopper
chaque section de câble 4 chauffant. Ainsi, le principe de
pose est le suivant : à l'état ouvert de la goulotte 5,
comme l'illustre la figure 4A. Le câble 4 est introduit par
la partie haute de la goulotte 5 à l'intérieur de ladite
goulotte. Ce câble vient automatiquement se positionner par
gravité au fond de la goulotte. Un repli de la partie
marginale 5A de la goulotte est ensuite effectué pour
enfermer la section de câble dans la goulotte 5. La pose
d'un tel câble s'avère donc extrêmement aisé. Ainsi la
goulotte 5 peut être réalisée au moyen d'une bande de tôle
pliée et comporte un bord marginal 5A séparé du reste de la
bande par une pluralité de fentes 6 délimitant une ligne de
pliage autorisant un repli du bord marginal 5A et son
positionnement parallèle à un autre bord préalablement
replié de la bande pour former une cage à l'intérieur de
laquelle est positionné le câble 4. Ces goulottes 5
permettent de favoriser l'échange thermique entre câble 4
et panneau 3 et augmentent la surface de conduction de la
chaleur autour du câble 4 chauffant.To facilitate the installation of
L'enceinte de l'armoire 1 comporte encore en partie haute
une ventilation 7 interne pour homogénéiser la température
de l'atmosphère de l'enceinte. Cette ventilation 7 est
logée à l'intérieur d'un coffre ménagé en partie haute de
l'enceinte, ce coffre formant une lame d'air isolant en
partie haute le volume de stockage de l'armoire de
l'atmosphère extérieure. Comme l'illustre la figure 3, ce
coffre peut être délimité par un panneau 10 s'étendant
sensiblement perpendiculairement au panneau 3 et prenant
appui contre le sommet du panneau 3. Ce panneau 10 est muni
d'un rebord délimitant avec le reste de l'enceinte un
volume fermé. Le ventilateur est logé à l'intérieur de ce
volume. Des ouvertures 11 sont ménagées dans le panneau 10
pour permettre la circulation de l'air chaud brassé par le
ventilateur 7. Cette disposition de la ventilation 7 permet
de réaliser un brassage forcé de l'air chaud, naturellement
emmagasiné en partie haute de l'armoire chauffante et de le
redistribuer uniquement dans l'enceinte. L'utilisation
d'une ventilation interne permet de ne pas introduire à
l'intérieur de l'armoire d'air pollué et assure une
homogénéisation de la chaleur dans tout le volume de
l'armoire chauffante de la façon la plus simple possible
pour un écart minimum de température entre le bas et le
haut de l'armoire. La ventilation 7 oriente l'air chaud
vers le bas de l'armoire avec un débit d'air suffisant pour
créer une circulation d'air autour du panneau 3 chauffant,
évitant ainsi l'emmagasinement d'un air chaud dans le
volume 8 tampon.The enclosure of the
Les tests réalisés montrent, en présence d'une ventilation et de l'utilisation d'un câble de 31 Watt/mètre à 10°C, des résultats conformes à ceux représentés à la figure 5. Ainsi, dans ce cas, malgré une température extérieure de 0°C et des déperditions de chaleur très importantes dues à la conception des armoires qui sont mal calorifugées, l'utilisation d'un ventilateur, qui va brasser l'air chaud sans lui laisser le temps de s'échapper pour être redistribué dans le volume à maintenir, limite les écarts de température entre le haut et le bas de l'armoire.The tests carried out show, in the presence of a ventilation and the use of a 31 Watt / meter cable at 10 ° C, results consistent with those shown in Figure 5. So, in this case, despite an outside temperature of 0 ° C and very significant heat loss due to the design of cabinets that are poorly insulated, the use of a fan, which will brew the hot air without giving him time to escape to be redistributed in the volume to be maintained, limits the differences temperature between the top and bottom of the cabinet.
Chaque panneau 3 radiant constitue en outre un élément
modulaire assemblable à un panneau contigu similaire pour
couvrir les caractéristiques dimensionnelles du fond 2
d'une armoire. Il en résulte ainsi la possibilité
d'intégrer le même type de module(s) de chauffage sans
contrainte de transformation d'une armoire existante par un
habillage extérieur. Une telle possibilité permet de
chauffer des volumes très variés en adaptant la puissance
de chauffage en fonction de la géométrie de l'armoire. La
conception du panneau 3 électrique radiant tel que décrit
ci-dessus, sa combinaison avec un câble auto-limitant et
son incorporation dans une armoire du type précité
permettent d'obtenir un ensemble apte à maintenir une
température à l'intérieur d'une plage prédéterminée dans
une enceinte de stockage tout en autorisant la mise en
place d'une telle armoire à l'intérieur d'une atmosphère
explosible.Each
Claims (12)
- Heating cabinet (1), in particular for keeping liquid materials, such as paint, lacquer, render, varnish or other, in particular at a viscosity index required for their use, the said heating cabinet (1) being equipped, in the vicinity of a wall (2), with a perforated panel (3) at least partially covering the said wall (2), creating a buffer space (8) between wall (2) and panel (3),
characterised in that the perforated panel (3) is a radiant panel equipped, on the surface thereof forming the back facing the covered wall of the cabinet, with sections (5) supporting at least one electrical heating element, with a view to promoting the heat exchange between heating element and panel (3), and in that the electrical heating element consists of a snaking electrical heating tape (4) in contact along the back (3A) of the panel (3) to establish maintenance of the temperature of the cabinet (1) within a set range in the interior of the cabinet (11(sic)), at least by conduction. - Heating cabinet (1) according to Claim 1,
characterised in that it is equipped, in the vicinity of the base part (2) with a perforated radiant panel (3) at least partially covering the said base (2) in the vertical plane, creating a buffer space (8) between base (2) and panel (3), this panel (3) supporting, on the surface thereof forming the back (3A) facing the base (2) of the cabinet (1), at least one snaking electrical heating tape (4) in contact along the back (3A) of the panel (3) to establish maintenance of the temperature of the cabinet (1) within a set range in the interior of the cabinet (1), at least by conduction. - Heating cabinet (1) according to one of Claims 1 and 2,
characterised in that the back (3A) of the panel (3) is equipped with sections (5) in the form of conduits to enclose the tape (4) when fitted. - Heating cabinet (1) according to Claim 3,
characterised in that the conduits (5) are arranged in rows, which are preferably parallel, optionally with variable spacing, in order to achieve homogenisation of the temperature from the bottom to the top of the cabinet (1). - Heating cabinet (1) according to one of Claims 3 and 4,
characterised in that each conduit (5) has a peripheral edge (5A) that can be manually folded to envelop each section of heating tape (4). - Heating cabinet (1) according to one of Claims 1 to 5,
characterised in that the electrical heating tape (4) is a self-regulating tape of the type for which the heating power depends on the external temperature, this tape (4) being compatible with an explosive atmosphere. - Heating cabinet (1) according to one of Claims 1 to 6,
characterised in that the tape (4) is connected to an electronic board (12) incorporating at least one time-proportional control, adjustment of the hysteresis depending on inertia variations in the volumes to be heated and thermal losses, a TRIAC type power component control with resetting at 0 volt voltage to ensure switching of the power at a low energy level and safety features of the type where the temperature measurement sensor is cut off, so barring the heating function. - Heating cabinet (1) according to one of Claims 1 to 7,
characterised in that the chamber of the cabinet (1) has an internal fan (7) in the upper part to make the temperature of the chamber atmosphere homogeneous. - Heating cabinet (1) according to Claim 8,
characterised in that the fan (7) is housed inside a box provided in the upper part of the chamber, this box forming a layer of air insulating the storage volume of the cabinet from the outside atmosphere in the upper part. - Heating cabinet (1) according to one of Claims 1 to 9,
characterised in that each radiant panel (3) constitutes a modular element that can be assembled on a similar contiguous panel for overlaying the dimensional characteristics of a wall such as the base (2) of a cabinet (1) . - Radiant electric panel (3) for heating cabinet (1), this panel being equipped to at least partially cover a wall of the said cabinet,
characterised in that the surface (3A) of the panel intended to face the wall of the cabinet (1), termed the back (3A) of the panel, is equipped with sections (5) preferably in the form of conduits, these sections (5) bearing at least one snaking heating tape (4) in contact along the surface (3A) of the panel intended to face the wall of the cabinet (1) so as to establish, inside the cabinet, maintenance of the temperature of the cabinet within a set range, at least by conduction. - Radiant panel according to Claim 11,
characterised in that the heating tape (4) is a self-regulating tape of the type for which the heating power depends on the external temperature.
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