FR2667755A1 - Cable chauffant, destine au chauffage direct par rayonnement. - Google Patents

Abstract

Le câble est monté sur une couche thermiquement isolante et enrobé dans une dalle de béton ou une chape de mortier d'un plancher. Il cmporte uniquement deux âmes (1 et 2) en matériau électriquement résistant enrobées dans un même isolant électrique (3) constitué d'un matériau bon conducteur de la chaleur. Les deux âmes (1 et 2) sont dans un plan vertical lorsque le câble est normalement monté sur la couche isolante. Il est enrobé dans la dalle ou la chape qui constitue le plancher. Les deux âmes sont torsadées.

Description

L'invention concerne un câble chauffant et, plus particulièrement, un câble chauffant destiné au chauffage direct par rayonnement.

Le chauffage direct par rayonnement au moyen d'un câble chauffant généralement monté dans un plancher présente de plus en plus d'intérêt. En effet, un plancher équipé d'un tel système possède une surface d'émission de chaleur qui est importante à comparer à la surface d'autres émetteurs, tels que des convecteurs. Pour rendre un tel chauffage confortable, on a cherché à diminuer l'inertie thermique de l'émetteur de chaleur et l'on utilise, pour ce faire, une chape ou une dalle en béton de faible épaisseur disposées sur une couche d'isolant thermique, le câble chauffant étant posé sur la couche isolante et noyé dans la chape ou la dalle. Dans la suite de la description, on emploiera le terme "dalle" pour désigner indifféremment une dalle de béton ou une chape de mortier.

Afin de ne pas dépasser un seuil de température de 280 C en tous points au contact du sol, on a aussi réduit l'émission linéique des câbles chauffants jusqu'à des valeurs de 10 à 15 W/m.

On a donc été amené à concevoir des câbles de structure différentes de celle des câbles classiques connus jusqu'alors. On citera, à titre d'exemple, le document FR-A-2 589 027 et la demande de brevet européen nO EP-O 368 776.

Dans le premier brevet, le câble décrit comporte une âme conductrice en un matériau électriquement résistant entourée d'une couche isolante revêtue elle-même d'une tresse métallique. Celle-ci a pour rôle un renfort mécanique et, étant reliée à la terre, elle assure une protection électrique du câble. Le câble est monté dans une gorge longitudinale que forme, en sa partie médiane, un ruban souple en matériau bon conducteur de la chaleur. I1 est fixé en contact intime avec la face interne de la gorge, le ruban ayant un profil en "0" .

La fonction du ruban est de diffuser la chaleur émise par le câble dans toute la masse de la dalle dans laquelle il est enrobé. On évite ainsi la formation de points chauds qui peuvent endommager, de manière irréversible, la couche isolante du câble. Ce phénomène peut avoir lieu quand un objet quelconque, tel qu'un meuble, est posé sur la dalle. Cet objet constitue un obstacle à l'évacuation de la chaleur engendrée par les brins du câble. En conséquence, la température à la surface du câble peut atteindre une valeur supérieure à celle de son fonctionnement normal et être suffisamment élevée pour l'endommager.

Ce phénomène peut également avoir lieu si la dalle de béton qui enrobe le câble présente des bulles d'air.

Quant au câble décrit dans le document EP-0368 776 mentionné ci-dessus, il comprend une âme constituée d'au moins un fil électrique résistant autour de laquelle est prévue une couche isolante, et autour de cette couche, une gaine à haute résistance à la flexion et grande dureté. La gaine joue le même rôle de renfort mécanique que joue la tresse évoquée ci-dessus.

Des avantages et inconvénients des deux systèmes décrits ci-dessus, il ressort que la tresse présente l'inconvénient de grever le coût d'un câble et de rendre difficile la mise en forme du câble pour en faire une trame de plancher chauffant. Cependant, par rapport à une gaine, elle présente l'avantage de permettre la localisation d'une éventuelle coupure de l'âme. En effet, pour ce faire, on applique entre elle et l'âme une différence de potentiel suffisamment élevée pour rendre conductrice, après rupture, la couche isolante à l'endroit de la coupure. I1 suffit ensuite de faire passer un courant dans le fil et la tresse qui échauffe le sol au-dessus de la partie du câble qui est alimentée. Cette élévation de température peut être suivie à l'aide d'un détecteur infrarouge si bien qu'il est possible de déterminer l'endroit de la coupure.

Ce processus de localisation des coupures n'est pas possible avec des câbles tels que celui décrit dans le brevet européen cité ci-dessus car la gaine n'est pas conductrice de l'électricité.

Un autre inconvénient que présente ce dernier câble réside dans sa section circulaire. Avec une telle section la chaleur ne diffuse pas suffisamment dans la masse de la dalle si bien qu il peut se produire, en fonctionnement, des points chauds.

Le but de l'invention est donc de prévoir un câble qui présente les avantages des câbles décrits ci-dessus sans présenter leurs inconvénients.

Un câble selon la présente invention comprend donc deux âmes en matériau électriquement résistant enrobées dans un même isolant électrique constitué d'un matériau bon conducteur de la chaleur.

Selon une autre caractéristique de l'invention les deux âmes se trouvant dans un même plan vertical.

Selon une autre caractéristique de l'invention les deux âmes sont torsadées.

On connaît des câbles qui comportent deux âmes enrobées dans un même isolant et on citera, par exemple, le document FR-A-2 626 133.

L'isolant du câble décrit est enserré dans une gaine constituée d'une tresse électriquement conductrice. Il comporte de plus, entre l'isolant et la tresse, un fil d'armature qui assure la rigidité du câble. Ses deux âmes sont dans un même plan horizontal.

L'inconvénient que présente ce câble par rapport à celui de l'invention réside, d'une part, dans l'utilisation d'une tresse et, d'autre part, dans le fait que sa structure (âmes dans un même plan horizontal, tresse, fil d'armature, etc.) implique qu'il est difficile à couder dans un plan horizontal pour former une trame de plancher chauffant.

Au contraire, le câble de la présente invention, du fait que ses deux âmes sont soit dans un même plan vertical soit torsadées, peut être facilement coudé. En effet, dans un coude, ses deux âmes suivent un trajet de même rayon et l'une n'est pas compressée alors que l'autre est étendue. Le résultat est semblable avec deux âmes torsadées.

On a monté deux âmes car il est alors possible de localiser une éventuelle coupure du câble. Pour ce faire, on applique aux bornes de chaque âme une différence de potentiel élevée et, ce qui a pour résultat que les deux fils, par rupture de l'isolant à l'endroit de la coupure, sont reliés électriquement. En faisant passer ensuite un courant dans la boucle ainsi formée, on peut, de la manière décrité précédemment, dans le cas d'un câble muni d'une tresse, déterminer l'endroit de la coupure.

De manière avantageuse, l'isolant présente une forme allongée horizontalement. Cela permet un bon échange thermique avec la dalle de béton qui 1 r enrobe et évite la formation de points chauds.

Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels:
la Fig. 1 est une coupe d'un câble selon une première réalisation de l'invention,
les Figs. 2 sont des vues en coupe de câbles chauffant selon d'autres modes de réalisation de l'invention, et
la Fig. 3 est une vue en perspective d'une boucle d'une trame réalisée avec un câble selon l'invention.

Le câble représenté à la Fig. 1 comprend deux âmes 1, 2 enrobées dans un même isolant électrique 3 de section circulaire. L'isolant 3 est constitué dans un matériau bon conducteur de la chaleur comme, par exemple, une résine de polyéthylène ou de polychlorure de vinyle chargée. La charge qui peut être du talc, de la craie, de la silice ou du noir de carbone, etc. permet d'augmenter, de manière importante, la conductivité thermique de la résine utilisée sans affecter ses propriétés électriques d'isolant.

Chaque âme 1, 2 est constituée d'un fil électrique en matériau de résistivité relativement élevée permettant, par exemple, d'obtenir une puissance de dissipation linéique d'environ 7 à 8 W/m. Ces fils peuvent être constitués de plusieurs brins toronnés.

Le câble de la Fig. 1 est montré prêt à fonctionner. Il repose, en effet, sur une couche 4 thermiquement isolante et est enrobé dans une dalle de béton 5 de relativement faible épaisseur. La surface supérieure de la dalle 5 constitue la surface du sol. On remarquera que, une fois monté, le câble a ses deux âmes 1 et 2 qui sont dans un même plan vertical.

On notera que la forme circulaire de la Fig. 1 est adaptée pour une utilisation avec des rubans comme ceux qui sont décrits dans le document EP-2 258 835.

On a représenté aux Figs. 2a à 2c des sections de câbles présentant des formes différentes. Ces formes sont allongées horizontalement si bien que le câble est en quelque sorte "aplati". La section de la Fig. 2a est elliptique. La section de Fig. 2b est rectangulaire alors que, Fig. 2c, elle a une forme de triangle isocèle avec des chanfreins latéraux 6. Dans chacune de ces formes, le plan vertical qui contient les deux âmes 1 et 2 est aussi un plan de symétrie du câble.

On a représenté, Fig. 3, une boucle 7 d'une trame pour plancher chauffant réalisée avec un câble de section triangulaire (Fig. 2c).

Sur cette Fig., on voit que la distance d qui sépare les deux brins 8 et 9 de la boucle 7 est de même ordre de grandeur (entre 2 et 10 fois) que la largeur du câble 1 à sa base (Figs. 2 et 3). Cette contrainte dimensionnelle est nécessaire pour permettre une meilleure homogénéisation de la chaleur dissipée par le câble dans la masse de la dalle 5 l'enrobant.

Ces formes spéciales permettent une diffusion de la chaleur émise par les brins du câble, d'abord, dans l'isolant électrique 3, puis dans le béton de la dalle 5 qui l'enserre. On évite ainsi la formation de points chauds.

Par ailleurs, toutes ces formes ont leurs faces inférieures qui assurent un contact avec la couche 4 selon une surface relativement étendue. Ils sont plus faciles à mettre en place car il suffit de la faire reposer sur la couche 4. De plus, si lors de la pose, on venait à marcher dessus, il ne s'enfoncerait pas dans la couche 4 du fait de la faible pression exercée sur celle-ci.

Au lieu de comprendre deux âmes 1 et 2 dans un plan vertical, un câble selon l'invention peut comprendre deux âmes torsadées.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1) Câble chauffant destiné au chauffage direct par rayonnement et monté, en particulier, sur une couche thermiquement isolante et enrobé dans une dalle de béton ou une chape de mortier d'un plancher, caractérisé en ce qu'il comporte uniquement deux âmes (1 et 2) en matériau électriquement résistant enrobées dans un même isolant électrique (3) constitué d'un matériau bon conducteur de la chaleur.

2) Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux âmes (1 et 2) sont dans un plan vertical lorsque ledit câble est normalement monté sur la couche isolante et qu'il est enrobé dans la dalle ou la chape qui constitue le plancher.

3) Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux âmes sont torsadées.

4) Câble selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que sa section présente une forme allongée latéralement.

5) Câble selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que sa section présente une forme elliptique.

6) Câble selon la revendication 4, caractérisé en ce que sa section présente une forme rectangulaire.

7) Câble selon la revendication 4, caractérisé en ce que sa section présente une forme de triangle isocèle.

8) Câble selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau constituant son isolant (3) est une résine de polyéthylène ou de polychlorure de vinyle chargée de talc, de craie, de silice ou de noir de carbone et d'un mélange de deux ou plusieurs de ces éléments.