FR2499692A2

FR2499692A2 - Thermal convection heater using groups of heated tubes - has tubes heated internally by electric heating element, heated fluid, or both to form stackable convection heating module

Info

Publication number: FR2499692A2
Application number: FR8102489A
Authority: FR
Inventors: Claude Ghislain Lemaire
Original assignee: Ateliers de Construction de Vaux Andigny ACOVA
Current assignee: Ateliers de Construction de Vaux Andigny ACOVA
Priority date: 1979-04-06
Filing date: 1981-02-09
Publication date: 1982-08-13
Also published as: FR2499692B2

Abstract

The heater has a grid of tubes which may carry an eletri heating element, a heated fluid, or both. Sets of tubes are clamped by support blocks and a V-shaped strip cover each tube. Space is provided for air to circulate between the tubes, setting up convective space heating. The grid of parallel tubes, of circular or polygonal cross section, is located by V section blocks. The tubes are closed at the ends by crimping and soldering, and a reflective sheet is placed behind the tubes to reflect heat forward into the room. A vertical channel at each end holds the tube grid, and, if the channel is long, multiple sets of tubes may be staked one above the other to increase the heating surface.

Description

On a décrit au brevet principal un élément convecteur chauffant présentant la forme générale d'un tube aplati muni d'ouvertures s'étendant en direction longitudinale sur toute la longueur du tube de façon qu'une circulation d'air s'effectue du bas vers le haut du tube Ainsi, l'air circule au travers de moyens de chauffage contenus dans le tube et avec lesquels coopèrent des entretoises servant au montage des parois de ce tube. The main patent describes a heating convector element having the general shape of a flattened tube provided with openings extending in longitudinal direction over the entire length of the tube so that an air circulation takes place from the bottom to the top of the tube Thus, the air circulates through heating means contained in the tube and with which cooperate spacers used for mounting the walls of this tube.

I1 était également spécifié dans le brevet principal que les moyens de chauffage pouvaient être constitués par une résistance électrique chauffante ou bien par un tube plat dans lequel circule un fluide caloporteur. Selon encore le brevet principal, on pouvait utiliser de tels éléments convecteurs à l'unité, en plinthe par exemple, ou bien en batterie, dans quel cas la pluralité d'éléments convecteurs de la batterie pouvait comporter des moyens de chauffage d'un même type ou bien de deux types différents. It was also specified in the main patent that the heating means could be constituted by an electric heating resistor or else by a flat tube in which a heat transfer fluid circulates. According to the main patent, it was possible to use such convective elements individually, in plinth for example, or in batteries, in which case the plurality of convective elements of the battery could include heating means of the same type or two different types.

Or la demanderesse, après avoir procédé à des recherches poussées sur la question, a constaté que l'utilisation d'un tube plat dans lequel circule un fluide chauffant, ne permettait pas a obtenir le rende- ment calorifique voulu et satisfaisant pour l'utilisateur. However, the applicant, after having carried out extensive research on the question, has found that the use of a flat tube in which a heating fluid circulates, does not make it possible to obtain the desired calorific yield and satisfactory for the user. .

En d'autres termes, les éléments convecteurs utilisant de tels tubes plats à fluide chauffant étaient déficients, tant au niveau de l'échange thermique réalisé que sur le plan de la bonne répartition spatiale de l'énergie calorifique, sans oublier le fait qu'en utilisant de tels tubes plats, il se posait souvent des problèmes inhérent à la pression du fluide caloporteur.In other words, the convective elements using such flat heating fluid tubes were deficient, both in terms of the heat exchange achieved and in terms of the good spatial distribution of the heat energy, without forgetting the fact that using such flat tubes, there were often problems inherent in the pressure of the heat transfer fluid.

La présente addition a pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus, ainsi qu'à d'autres, en proposant des moyens de chauffage considérablement améliorés par rapport au brevet principal, et conférant à l'élément convecteur qui les utilise toutes les qualités voulues de rendement maximal et de perte de charge minimale. The purpose of this addition is to remedy the above drawbacks, as well as others, by proposing considerably improved heating means compared to the main patent, and conferring on the convector element which uses them all the desired qualities. maximum efficiency and minimum pressure drop.

A cet effet, la présente addition a pour objet un élément convecteur chauffant perfectionné du type décrit notamment dans la revendic@tion 1 du brevet principel et présentant la forme ge@@@@ale d'un tub aplati contenant des moyens de chauffage au travers desquels s'effectue une circulation d'air depuis le bas vers le haut du tube, tandis que des entretoises sont agencées transversalement à l'interieur de ce tue, et coopérent avec les moyens de chauffage pour maintenir les parois du tube9 cet élément corvecteur étant essentiellement caractérisé en ce que les moyens de chauffage sont constitués par une pluralité de tubes parallèles à section circulaire ou polygonale agencés suivant une nappe à l'intérieur de l'élément convecteur. To this end, the present addition relates to an improved heating convector element of the type described in particular in claim 1 tion of the main patent and having the form ge @@@@ ale of a flattened tub containing heating means through which circulates air from the bottom to the top of the tube, while spacers are arranged transversely inside this killer, and cooperate with the heating means to maintain the walls of the tube9 this corvector element being essentially characterized in that the heating means consist of a plurality of parallel tubes of circular or polygonal section arranged in a sheet inside the convector element.

Ainsi, l'utilisation d'une neppe de plusieurs tubes, de section circulaire par exemple, permet de remédier ux inconvénients résultant de l'emploi d4un tube plat unique, en procurant des échanges thermiques supérieurs de 50 % environ à ceux obtenus avec le tube plat, tout en réalisant une meilleure répartition spatiale de l'énergie calorifique. Thus, the use of a neppe of several tubes, of circular section for example, makes it possible to remedy ux drawbacks resulting from the use of a single flat tube, by providing thermal exchanges higher by approximately 50% than those obtained with the tube flat, while achieving a better spatial distribution of heat energy.

Au surplus, on comprend que l'emploi d'une multiplicité de tubes de faible section ne pose plus de problèmes de pression de fluide caloporteur, comme c'était le cas auparavant. Furthermore, it is understood that the use of a multiplicity of tubes of small section no longer poses problems of heat transfer fluid pressure, as was the case before.

Suivant une autre caractéristique de l'addition, des barrettes ou analogues à section transversale en U sont clippées sur la nappe de tubesprécitée et comportent à cet effet des lame-ressorts prenant respectivement appui sur les deux tubes d'extrémité de la nappe. According to another characteristic of the addition, bars or the like with a U-shaped cross section are clipped onto the above-mentioned sheet of tubes and for this purpose comprise leaf springs which bear respectively on the two end tubes of the sheet.

Ainsi, on réalise un entretoisement des tubes de la nappe, ce qui évite avantageusement toute déformation éventuelle et relative de ceux-ci. Thus, a bracing of the tubes of the sheet is carried out, which advantageously avoids any possible and relative deformation of these.

Selon encore une autre caractéristique de l'addition, on tire avantage de la prévision de cette pluralité de tubes chauffants pour y faire passer soit un fluide caloporteur, soit encore un câble électrique formant résistance chauffante et allant d'un tube à l'autre. According to yet another characteristic of the addition, advantage is taken of the provision of this plurality of heating tubes to pass therein either a heat-transfer fluid, or even an electric cable forming a heating resistance and going from one tube to another.

Dans le cas notamment où l'on utilise un fluide caloporteur chauffant, les tubes précités sont fermés à leurs extrémités par pinçage et soudage tout simplement. In the case in particular where a heating coolant is used, the aforementioned tubes are closed at their ends by pinching and simply welding.

Selon encore une autre caractéristique de l'addition, et dans le but d'améliorer encore le rendement de l'appareil, on prévoit entre l'arrière de l'élément convecteur et la paroi sur laquelle il est fixé, un écran susceptible de réfléchir le rayonnement thermique vers l'avant de l'appareil, ledit écran pouvant par exemple constituer une enveloppe arrièrewet latérale de l'élément convecteur. According to yet another characteristic of the addition, and in order to further improve the efficiency of the device, there is provided between the rear of the convector element and the wall on which it is fixed, a screen capable of reflecting. the thermal radiation towards the front of the device, said screen being able, for example, to constitute a lateral rear cover of the convective element.

L'addition vise encore une batterie d'éléments convecteurs répondant à l'une ou l'autre des caractéristiques susmentionnées, ces éléments convecteurs comprenant une nappe de tubes tels que définis ci-dessus et dans lesquels passe un fluide chauffant et/ou un câble électrique chauffant. The addition also relates to a battery of convective elements meeting one or the other of the aforementioned characteristics, these convective elements comprising a sheet of tubes as defined above and through which a heating fluid and / or a cable passes. electric heating.

Il est donc permis,grce à la présente addition, de réaliser un radiateur fonctionnant par chauffage eau chaude ou électrique, ou encore par chauffage mixte. It is therefore permissible, thanks to the present addition, to produce a radiator operating by hot or electric water heating, or even by mixed heating.

D'autres avantages et caractéristiques de l'addition apparattront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels
- la figure 1 est une vue de face avec arrachements partiels de deux éléments convecteurs réalisés selon les principes de l'addition,
- la figure 2 est une vue en coupe faite suivant la ligne II-II de la figure 1,
- la figure 3 est une vue de dessus avec arrachements partiels d'un élément convecteur avec tubes à fluide caloporteur, et
- les figures 4 et 5 sont des vues en coupe aites respectivement suivant les lignez TV--IV et V-V de la figure 1.Other advantages and characteristics of the addition will appear better in the detailed description which follows and refers to the appended drawings, given only by way of example, and in which
FIG. 1 is a front view with partial cutaway of two convective elements produced according to the principles of addition,
FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. 1,
FIG. 3 is a top view with partial cutaway of a convector element with tubes with heat transfer fluid, and
- Figures 4 and 5 are sectional views taken respectively along the lines TV - IV and VV of Figure 1.

Dans la description qui va suivre, on utilisera les mêmes repères que ceux utilisés dans le brevet principal pour désigner les éléments communs. In the description which follows, the same references will be used as those used in the main patent to designate the common elements.

C'est ainsi qu'on a montré sur les figures 1 à 3 des élément convecteurs chauffants sensiblement conformes au brevet principal auquel on pourra se reporter, en ce qu'ils sont constitués chacun par un tube aplati 1 comprenant une paroi avant 2 munie d'une ouverture longitudinale 4 comportant une grille et s'étendant sur sensiblement toute la longueur du tube 1. La paroi arrière 3 du tube aplati 1 n'a pas exactement la même forme que celle représentée au brevet principal, mais est matérialisée ici par des éléments d'accrochage 3a du tube aplati 1 sur par exemple une cloison
C par l'intermédiaire de pattes ou analogues 3b. Cependant, comme on l'a dit au brevet principal, on retrouve à l'extrémité inférieure du tube aplati 1 une ouverture 5 permettant à l'air de circuler depuis le bas vers le haut du tube 1 d'où il s'échappe par la fente 4, cette circulation s'effectuant au travers des moyens de chauffage contenlsdans ledit tube.Thus we have shown in Figures 1 to 3 heating convector element substantially in accordance with the main patent to which reference may be made, in that they each consist of a flattened tube 1 comprising a front wall 2 provided with 'a longitudinal opening 4 comprising a grid and extending over substantially the entire length of the tube 1. The rear wall 3 of the flattened tube 1 does not have exactly the same shape as that shown in the main patent, but is embodied here by hooking elements 3a of the flattened tube 1 on for example a partition
C by means of legs or the like 3b. However, as was said in the main patent, there is at the lower end of the flattened tube 1 an opening 5 allowing the air to circulate from the bottom to the top of the tube 1 from which it escapes by the slot 4, this circulation taking place through the heating means contenlsdans said tube.

Conformément à l'addition, ces moyens de chauffage sont constitués par une pluralité de tubes 200 qui, suivant l'exemple de réalisation représenté, présentent une section circulaire et sont agencés suivant une nappe sensiblement parallèle aux parois opposées 2 et 3 du tube aplati 1. On ajoutera ici que les tubes 200 pourraient parfaitement présenter une section polygonale quelconque, sans sortir du cadre de la présente addition. According to the addition, these heating means are constituted by a plurality of tubes 200 which, according to the example of embodiment shown, have a circular section and are arranged in a sheet substantially parallel to the opposite walls 2 and 3 of the flattened tube 1 It will be added here that the tubes 200 could perfectly have any polygonal section, without departing from the scope of the present addition.

Comme cela est décrit au brevet principal, la paroi avant 2 du tube convecteur 1 est constituée par une enveloppe allongée 23 revêtant la forme d'un profilé ouvert longitudinalement et qui, dans le cas présent, est montée par clippage sur les deux tubes extrêmes de la nappe de tubes 200. Comme cela est encore décrit au brevet principal, l'enveloppe 23 est munie d'entretoises 24 sur chacune desquelles est fixée une lame élastique 25 formant clips enserrant les deux tubes d'extrémité de la nappe de tubes 200 comme on le voit bien sur la figure 2.Comme on le voit sur iE figures 1 et 3, chaque entretoise 24 comporte des pattes repliées 27 permettant de fixer l'entretoise 24 à la lame élastique ou clips 25, de sorte que l'enveloppe 23, les entretoises 24 et les clips 25 ne font qu'un, ce qui permet à l'enveloppe 23 d'être immédiatement clippée sur la nappe de tubes 200 de façon à former la paroi avant du convecteur aplati 1. As described in the main patent, the front wall 2 of the convector tube 1 is constituted by an elongated casing 23 taking the form of a section open longitudinally and which, in the present case, is mounted by clipping on the two end tubes of the ply of tubes 200. As still described in the main patent, the casing 23 is provided with spacers 24 on each of which is fixed an elastic blade 25 forming clips enclosing the two end tubes of the ply of tubes 200 as this is clearly seen in FIG. 2. As can be seen in iE FIGS. 1 and 3, each spacer 24 has folded tabs 27 allowing the spacer 24 to be fixed to the elastic blade or clips 25, so that the casing 23 , the spacers 24 and the clips 25 are one, which allows the casing 23 to be immediately clipped onto the sheet of tubes 200 so as to form the front wall of the flattened convector 1.

Outre la nappe de tubes chauffants 200, la présente addition prévoit des barrettes ou analogues 201 qui sont bien visibles sur les figures 4 et 5. Ces barrettes présentent une section transversale en U et sont clippées sur la nappe de tubes 200. A cet effet, les barrettes sont munies de lame -ressorts 202 prenant respectivement appui sur les deux tubes d'extrémité de la nappe comme on le voit bien sur les figures. Ces barrettes évitent avantageusement toute déformation ou tout Jeu possible entre les tubes 200 lors du chauffage, par le fait que les ailes 203 desbamaaes cattext des encoches 204 dans lesquelles pénètrent au moins partiellement les tubes 200 de façon à maintenir un écartement constant de ceux-ci. In addition to the sheet of heating tubes 200, the present addition provides bars or the like 201 which are clearly visible in FIGS. 4 and 5. These bars have a U-shaped cross section and are clipped onto the sheet of tubes 200. For this purpose, the bars are provided with spring springs 202 which bear respectively on the two end tubes of the ply as can be seen in the figures. These bars advantageously avoid any deformation or any possible play between the tubes 200 during heating, by the fact that the wings 203 desbamaaes cattext of the notches 204 into which the tubes 200 at least partially penetrate so as to maintain a constant spacing between them .

On peut bien sur faire passer dans les tubes 200
un fluide caloporteur, lesdits tubes communiquant
avec des collecteur 28 d'alimentation et de retour.We can of course pass through the tubes 200
a heat transfer fluid, said tubes communicating
with supply and return manifolds 28.

Dans ce cas là, l'étanchéité aux extrémités des tubes
200 sera tout simplement obtenue par pinçage, soudage
puis découpage, comme on l'a montr@ en 205 sur la
figure 3. On ajoutera encore ici qu'avant de fixer
les collecteurs 28 sur les tubes 200, on réalisera
sur ces tubes un orifice avec repous@age du métal vers
l'extérieur, comme on l'a montré en 206 sur la figure
3, de façon à obteuir ainsi un moyen de guidage
facilitant le positionnement dudit orifice dans l'orifice
correspondant du collecteur 28,avant de réaliser la
soudure.On notera d'ailleurs que lerepoussge de
matière en question, de par sa forme incurvée,facilité
l'écoulement du fluide entre les tubes 200 et les
collecteurs 28, ce qui ne serait pas le cas si la
jointure par sondage de ces éléments présentait des
angles vifs.In this case, the sealing at the ends of the tubes
200 will simply be obtained by pinching, welding
then cutting, as we showed @ in 205 on the
figure 3. We will add here again that before fixing
the collectors 28 on the tubes 200, we will realize
on these tubes an orifice with pushing back of the metal towards
the exterior, as shown in 206 in the figure
3, so as to obtain a guide means
facilitating the positioning of said orifice in the orifice
collector 28, before carrying out the
It should also be noted that the growth of
material in question, by its curved shape, facilitated
the flow of fluid between the tubes 200 and the
collectors 28, which would not be the case if the
sample join of these items exhibited
sharp angles.

Au lieu d'un fluide caloporteur, on pourrait très
bien disposer dans les tubes 200 un câble électrique
207 formant résistance électrique chauffante, comme
on le voit bien sur la figure 4, etsurle convecteur
supérieur 1 des figures 1 et 29 Dans ce cas là, le
cable électrique 207 passerait d'un tube 200 à l'autre,
comme on l'a montré très schématiquement en 209 sur
la figure 1.Instead of a heat transfer fluid, we could very
have an electric cable in the 200 tubes
207 forming an electric heating resistor, as
you can clearly see it in figure 4, and on the convector
upper 1 of Figures 1 and 29 In this case, the
electric cable 207 would pass from one tube 200 to another,
as shown very schematically in 209 on
Figure 1.

A l'arrière des convecteurs aplatis 1, c'est-à-dire
plus précisement entre la paroi arrière 3 et la
cloison C, on peut prévoir un écran permettant le
renvoi du rayonnement thermique vers l'avant du ou des convecteurs aplatis 1. Cet écran , repéré
en 208 sur les figures 1 à 3 peut, comme représenté
à titre d'exemple sur les dessins, constituer ltenve-
loppe arrière et latérale des convecteurs aplatis 1. At the rear of the flattened convectors 1, i.e.
more precisely between the rear wall 3 and the
partition C, we can provide a screen allowing the
deflection of thermal radiation towards the front of the flattened convector (s) 1. This screen, identified
at 208 in Figures 1 to 3 may, as shown
as an example on the drawings, constitute ltenve-
rear and side lop of flattened convectors 1.

Les convecteurs réalisés selon la présente addition
peuvent être combinés pour former une batterie de
convecteurs à à chauffage par eau chaude, ou électricité ou bien à chauffage mixte, comme cela est représenté sur la figure 1, le convecteur supérieur fonctionnant à l'éectricité, et le convecteur inférieur fonctionnant à l'eau chaude.Convectors produced according to this addition
can be combined to form a battery of
convectors with heating by hot water, or electricity or else with mixed heating, as shown in FIG. 1, the upper convector operating with electricity, and the lower convector operating with hot water.

Dans un cas comme dans l'autre, on a constaté que, grâce à la multiplicité des tubes 200 de section relativement faible, non seulement on supprimait tout problème de pression de fluide (dans le cas de l'utilisation d'un fluide caloporteur dans les tubes), mais on obtenait également une meilleure répartition spatiale de l'énergie calorifique, une perte de charge moindre, et des échanges thermiques pouvant être supérieurs de 50 ,' par rapport aux solutions antérieures. In either case, it was found that, thanks to the multiplicity of tubes 200 of relatively small section, not only was it eliminated any problem of fluid pressure (in the case of the use of a heat transfer fluid in the tubes), but a better spatial distribution of the heat energy was also obtained, a lesser pressure drop, and heat exchanges which could be greater by 50, 'compared to the previous solutions.

L'addition n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n1 ont éte donnés qu'à titre d'exemple. The addition is in no way limited to the embodiments described and illustrated which have been given only by way of example.

C'est ainsi que le nombre et la section des tubes chauffants 200 pourraient être quelconque sans sortir du cadre de l'addition, de même que le nombre des barrettes 201 utilisées et le montage de l'écran thermique 208. On pourrait également prévoir un caisson sur la paroi arrière des éléments convecteurs, comme cela a été décrit dans la première addition. Thus the number and the section of the heating tubes 200 could be arbitrary without going beyond the scope of the addition, as well as the number of bars 201 used and the mounting of the heat shield 208. One could also provide a box on the rear wall of the convector elements, as described in the first addition.

C'est dire que l'addition comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant l'esprit de l'addition et mises en oeuvre dans le cadre de la protection revendiquée ci-après. This means that the addition includes all the technical equivalents of the means described as well as their combinations if these are carried out according to the spirit of the addition and implemented within the framework of the protection claimed below.

Claims

1. Heating convector element of the type described in claim 1, in particular of the main patent and having the general shape of a flattened tube containing heating means through which an air circulation takes place from the bottom to the top of the tube. , while spacers are arranged transversely inside this tube and cooperate with the heating means to hold the walls of the tube, characterized in that said heating means consist of a plurality of parallel tubes of circular or polygonal cross section arranged in a sheet inside the convector element.

2. Convector element according to claim 1, characterized in that it comprises bars or the like with a U-shaped cross-section clipped onto the sheet of tubes and comprising for this purpose leaf springs bearing respectively on the two end tubes of the tablecloth.

3. Convector element according to claim 1 or 2, characterized in that in the plurality of aforementioned tubes circulates a heat transfer fluid or else passes a cable forming electrical heating resistance.

4. Convector element according to one of claims 1 to 3, characterized in that in particular in the case where a heat transfer fluid is used, the aforementioned tubes are closed at their ends by pinching and welding.

5. Convector element according to one of the preceding claims, characterized in that this mulon provides between the rear of this element and the wall on which it is fixed, a screen capable of reflecting thermal radiation, this screen forming for example.

rear and side cover of the convector element.

6. Battery of convective elements, with layers of heating fluid tubes and / or electric heating cable according to any one of claims 1 to 5.