FR2710733A1 - Electrical heating appliance of the radiator type with two combined heat sources - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un appareil de chauffage électrique du type radiateur à deux sources de chaleur combinées utilisant deux modes de dissipation différents et plus particulièrement à un appareil de chauffage électrique formant à la fois un convecteur, un radiateur et un accumulateur de chaleur. The invention relates to an electric heater of the radiator type with two combined heat sources using two different dissipation modes and more particularly to an electric heater forming at the same time a convector, a radiator and a heat accumulator.
Un radiateur à accumulation de chaleur fonctionne généralement dans les périodes Journalières pendant lesquelles le prix de l'électricité est faible, par exemple la nuit, en chauffant plusieurs blocs massifs accumulateurs pour restituer une partie de la chaleur ainsi accumulée pendant le jour, et chauffer l'environnement dans lequel il est placé. A heat storage heater generally works in Daily periods during which the price of electricity is low, for example at night, by heating several massive accumulator blocks to restore part of the heat thus accumulated during the day, and to heat the environment in which it is placed.
Un inconvénient des appareils de chauffage à accumulation est qu'ils sont difficiles à réguler. Pour des raisons économiques, on préfère des appareils à accumulation de grande capacité. Ainsi beaucoup de chaleur est accumulée pendant la nuit et la température dans l'environnement immédiat de l'appareil est notablement élevée, difficile à supporter et à contrôler. De plus un appareil de chauffage à accumulation de grande capacité est volumineux et d'esthétique en générale très lourde. A disadvantage of storage heaters is that they are difficult to regulate. For economic reasons, large capacity storage devices are preferred. Thus a lot of heat is accumulated during the night and the temperature in the immediate environment of the device is notably high, difficult to bear and to control. In addition, a large capacity storage heater is bulky and generally very heavy in appearance.
Plus récemment ont été développés des appareils de chauffage à accumulation de plus petite taille et donc de capacité moindre présentant l'inconvénient que la restitution de chaleur peut être insuffisante le soir. More recently, storage heaters of smaller size and therefore of smaller capacity have been developed, with the drawback that the heat release may be insufficient in the evening.
Un autre inconvénient des appareils de chauffage à accumulation est leur fonctionnement alternatif passant en une nuit de la température ambiante à une température élevée au matin pour ensuite se refroidir tout au long de la journée. Another disadvantage of storage heaters is their alternative operation, which changes overnight from room temperature to high temperature in the morning and then cools throughout the day.
Le brevet européen EP 0 188 892 propose un appareil de chauffage électrique à accumulation dans lequel une source de chaleur à convection ou rayonnante en forme d'âtre de cheminée est placée devant le bloc d'accumulation. European patent EP 0 188 892 proposes an electric storage heater in which a convection or radiant heat source in the form of a chimney hearth is placed in front of the storage block.
Le brevet anglais n" 1 098 453 décrit aussi un appareil de chauffage électrique à accumulation et convection ou rayonnement se plaçant dans l'âtre d'une cheminée. La fonction accumulation de chaleur est divisée en deux parties placées de part et d'autre de l'âtre en deux colonnes de section approximativement rectangulaire. British Patent No. 1,098,453 also describes an electric heater with storage and convection or radiation placed in the hearth of a fireplace. The heat storage function is divided into two parts placed on either side of the hearth in two columns of approximately rectangular section.
Le principal inconvénient des solutions cidessus provient du volume et donc du poids important des éléments d'accumulation. Il s'agit d'appareils foncièrement immobiles c'est-à-dire placés à demeure dans une pièce. The main drawback of the above solutions comes from the volume and therefore from the significant weight of the accumulation elements. These are basically stationary devices, that is to say, permanently placed in a room.
Un autre inconvénient réside dans le fait que les faces inférieure et arrière du bloc d'accumulation ne sont pas placées dans le courant de convection. Another disadvantage lies in the fact that the lower and rear faces of the accumulation block are not placed in the convection current.
L'objet de la présente i invention est de proposer un appareil de chauffage individuel combiné convecteur et accumulateur de chaleur qui soit discret, d'utilisation économique et d'esthétique plaisante, l'accumulation de chaleur se limitant à un fonctionnement quasi permanent autour d'un état idéal. The object of the present invention is to provide a discrete combined heating device convector and heat accumulator which is discreet, economical to use and pleasantly aesthetic, the accumulation of heat being limited to an almost permanent operation around 'an ideal state.
Ce but est atteint en superposant une source située dans une zone inférieure de l'appareil et une source de chaleur centrale à effet d'accumulation sous la forme de plusieurs blocs réfractaires dans chacun desquels est noyée une résistance chauffante. This object is achieved by superimposing a source located in a lower zone of the device and a central heat source with an accumulation effect in the form of several refractory blocks in each of which is embedded a heating resistor.
Les caractéristiques techniques et d'autres avantages de l'invention sont consignés dans la description qui suit, effectuée à titre d'exemple non limitatif sur un mode d'exécution en référence aux dessins accompagnants dans lesquels
la figure 1 est une vue d'ensemble en perspective de
l'appareil de chauffage selon l'invention présentant
la structure centrale en écorché, la figure 2 est une vue en perspective de l'arrière,
panneau arrière enlevé, la figure 3 est une vue schématique en perspective
des éléments dissociés composant la source de chaleur
à effet d'accumulation, la figure 4 est une vue schématique en perspective
illustrant l'assemblage entre le support de maintien
supérieur et le diffuseur arrière, la figure 5 est une vue schématique en perspective
illustrant la liaison entre le support de maintien
inférieur le diffuseur arrière et un bloc
d'accumulation, la figure 6 est une vue en plan montrant le décalage
entre la source centrale et la source de chaleur
inférieure.The technical characteristics and other advantages of the invention are set out in the description which follows, given by way of non-limiting example on an embodiment with reference to the accompanying drawings in which
Figure 1 is an overall perspective view of
the heater according to the invention having
the central structure in cutaway, FIG. 2 is a perspective view from the rear,
back panel removed, Figure 3 is a schematic perspective view
dissociated elements composing the heat source
with an accumulation effect, FIG. 4 is a schematic perspective view
showing the assembly between the holding support
upper and rear diffuser, Figure 5 is a schematic perspective view
illustrating the connection between the support
lower rear diffuser and a block
Figure 6 is a plan view showing the offset
between the central source and the heat source
lower.
L'idée générale inventive consiste à utiliser conjointement et simultanément sur un même appareil de chauffage électrique une source électrique de chaleur à effet d'accumulation et une source électrique de chaleur classique par résistance se développant le long de la partie inférieure de l'enceinte. The general inventive idea consists in using jointly and simultaneously on the same electric heater an electrical source of heat with an accumulation effect and a conventional electrical source of resistance heat developing along the lower part of the enclosure.
Plus particulièrement, la source de chaleur à effet d'accumulation est placée en position centrale alors que la source classique par résistance est disposée en position inférieure. More particularly, the heat source with an accumulation effect is placed in the central position while the conventional resistance source is placed in the lower position.
On expliquera maintenant en détail les particularités techniques de l'appareil de chauffage selon l'invention. The technical features of the heater according to the invention will now be explained in detail.
Les sources de chaleur sont enfermées dans une enceinte 1 de forme générale parallélépipédique selon un caisson métallique 2 ouvert au passage vertical de l'air au niveau de ses extrémités inférieure 3 et supérieure 4. Le corps de l'enceinte permet ainsi de canaliser un flux d'air montant sous l'effet de la chaleur. The heat sources are enclosed in an enclosure 1 of generally parallelepipedal shape in a metal box 2 open to the vertical passage of air at its lower 3 and upper 4 ends. The body of the enclosure thus makes it possible to channel a flow of air rising under the effect of heat.
En ce qui concerne l'extrémité supérieure 4, une tablette supérieure 5 ajourée est fixée de façon amovible par clipsage sur des plots tels que 6 équipant le bord supérieur périmétrique 7 du corps de l'enceinte 1. A l'autre extrémité 3, une grille de protection antipénétration 8 ferme l'ouverture 9 de la base inférieure du caisson. As regards the upper end 4, a perforated upper shelf 5 is removably fixed by clipping onto studs such as 6 fitted to the perimeter upper edge 7 of the body of the enclosure 1. At the other end 3, a anti-penetration protection grid 8 closes the opening 9 of the lower base of the box.
L'appareil de chauffage selon l'invention, comporte une source de chaleur inférieure 10 constituée de façon classique d'une résistance chauffante. Dans l'exemple représenté, la source de chaleur inférieure se compose d'une résistance électrique linéaire blindée 11 formée de deux tronçons parallèles d'un même boudin métallique 12 sur lequel sont montées à force des ailettes transversales parallèles entre elles, telles que 13, pour une meilleure dissipation et répartition de la chaleur. Ce corps chauffant se développe pratiquement sur toute la longueur de la partie inférieure du caisson et se trouve placé en position inférieure centrale par rapport aux parois verticales avant et arrière 14 et 15 de l'enceinte 1. The heating device according to the invention comprises a lower heat source 10 conventionally constituted by a heating resistor. In the example shown, the lower heat source consists of a shielded linear electrical resistance 11 formed by two parallel sections of the same metal rod 12 on which are force-fitted transverse fins parallel to each other, such as 13, for better dissipation and distribution of heat. This heating body develops practically over the entire length of the lower part of the box and is placed in the central lower position relative to the front and rear vertical walls 14 and 15 of the enclosure 1.
L'air froid venant de l'ouverture inférieure 9 est réchauffé par cette source de chaleur inférieure 10 puis monte par convection à l'intérieur d'un volume en cheminée délimité par les parois du caisson formant l'enceinte 1 pour ressortir ensuite à travers la tablette supérieure ajournée 5. The cold air coming from the lower opening 9 is heated by this lower heat source 10 then rises by convection inside a chimney volume delimited by the walls of the box forming the enclosure 1 to then exit through the upper shelf adjourned 5.
Une source de chaleur centrale 16 est constituée d'une masse de matière réfractaire 17 de volume suffisant pour l'obtention d'un effet d'accumulation. Selon la variante représentée cette masse est formée d'une série de blocs parallélépipédiques du type brique réfractaire tels que 18 comportant chacun une résistance chauffante 19 indépendante. Ces blocs réfractaires 18 sont placés en position centrale dans l'enceinte 1 décalés vers la face avant et au-dessus de la première source de chaleur 10 en contact direct avec un panneau diffuseur 20 de face avant de l'enceinte et contre un panneau métallique diffuseur arrière 21. A central heat source 16 consists of a mass of refractory material 17 of sufficient volume to obtain an accumulation effect. According to the variant shown, this mass is formed by a series of parallelepipedic blocks of the refractory brick type such as 18 each comprising an independent heating resistor 19. These refractory blocks 18 are placed in a central position in the enclosure 1 offset towards the front face and above the first heat source 10 in direct contact with a diffuser panel 20 on the front face of the enclosure and against a metal panel. rear diffuser 21.
Chaque bloc réfractaire 18 est traversé par la résistance électrique 19 noyée dans la masse, par exemple une résistance électrique blindée ou du type câble chauffant. Each refractory block 18 is crossed by the electrical resistance 19 embedded in the mass, for example a shielded electrical resistance or of the heating cable type.
Les blocs 18 de matière réfractaire sont immobilisés mécaniquement en position debout de la façon suivante par leur deux grandes faces latérales 22 et 23 et par leurs chants transversaux inférieurs 24 et supérieurs 25 selon une suite linéaire se développant horizontalement dans laquelle chaque bloc est séparé de son voisin par un intervalle technique 26. The blocks 18 of refractory material are mechanically immobilized in the upright position in the following manner by their two large lateral faces 22 and 23 and by their lower transverse edges 24 and upper 25 in a linear sequence developing horizontally in which each block is separated from its neighbor by a technical interval 26.
L'immobilisation verticale résulte du maintien en sandwich entre le panneau diffuseur de face avant 20 et le panneau diffuseur arrière 21 qui selon l'exemple représenté sur les figures sont du type ondulés en créneaux. The vertical immobilization results from the sandwich maintenance between the front face diffuser panel 20 and the rear diffuser panel 21 which, according to the example shown in the figures, are of the corrugated in crenellated type.
L'immobilisation en hauteur provient du calage des blocs entre deux profilés horizontaux : un profilé inférieur de soutien 27 et un profilé supérieur d' immobilisation 28. The immobilization at height comes from the wedging of the blocks between two horizontal profiles: a lower support profile 27 and an upper immobilization profile 28.
Le profilé inférieur de soutien 27 est formé de deux ailes horizontales inférieure 29 et supérieure 30 d'appui réunies entre elles par une aile verticale 31. Les ailes horizontales supérieure 30 et inférieure 29 présentent un retour vers le bas sous la forme d'un rebord d'appui supérieur 32 et d'un rebord inférieur de calage 33. La différence de largeur entre l'aile horizontale inférieure et l'aile horizontale supérieure équivaut approximativement à la largeur des blocs, de façon à permettre un appui du panneau diffuseur de face avant 20 aussi bien sur le rebord inférieur de calage 32 que sur la grande face latérale avant des blocs. The lower support profile 27 is formed by two horizontal lower 29 and upper 30 support wings joined together by a vertical wing 31. The upper 30 and lower 29 horizontal wings have a downward return in the form of a rim upper support 32 and a lower wedging edge 33. The difference in width between the lower horizontal wing and the upper horizontal wing is approximately equivalent to the width of the blocks, so as to allow the front diffuser panel to be supported front 20 both on the lower wedge rim 32 and on the large front side face of the blocks.
Les blocs reposent par leur chant inférieur 24 sur l'aile horizontale inférieure 29 et sont adossés contre le rebord d'appui supérieur 32 de l'aile horizontale supérieure 30. Ce maintien inférieur assure un calage primaire. The blocks rest by their lower edge 24 on the lower horizontal wing 29 and are leaned against the upper support rim 32 of the upper horizontal wing 30. This lower support ensures a primary setting.
Le profilé supérieur d'immobilisation 28 assure un maintien vertical efficace. Il est formé d'un corps de forme générale de section en "C" présentant une aile supérieure horizontale à retour supérieur 34 formant ensemble un logement supérieur d'immobilisation 35 pour l'extrémité supérieure des blocs. Ce profilé 28 présente également un retour inférieur oblique 36 vers le haut prolongé vers le bas par un retour d'accrochage 37 formé d'une suite linéaire de pattes verticales telles que 38 venant s'engager dans l'extrémité supérieure de chaque créneau 39 successif du panneau ondulé diffuseur arrière 21 en vue de son maintien vertical. The upper immobilization profile 28 provides effective vertical support. It is formed by a body of general shape of "C" section having a horizontal upper wing with upper return 34 together forming an upper immobilization housing 35 for the upper end of the blocks. This profile 28 also has an oblique lower return 36 upwards extended downwards by a hooking return 37 formed by a linear series of vertical tabs such as 38 coming to engage in the upper end of each successive slot 39 of the corrugated rear diffuser panel 21 with a view to keeping it vertical.
Les blocs de matière réfractaire 18 sont ainsi maintenus le long de leurs chants transversaux horizontaux 24 et 25 par un léger effet de pincement entre le profilé inférieur de soutien 27 et le profilé supérieur d'immobilisation 28. The blocks of refractory material 18 are thus maintained along their horizontal transverse edges 24 and 25 by a slight pinching effect between the lower support profile 27 and the upper immobilization profile 28.
Comme déjà indiqué, les blocs réfractaires sont pris en sandwich entre le panneau diffuseur de face avant 20 et le panneau diffuseur arrière 21. As already indicated, the refractory blocks are sandwiched between the front face diffuser panel 20 and the rear diffuser panel 21.
Les grandes faces des blocs sont en contact direct avec ces panneaux diffuseurs 20 et 21 pour des raisons de supplément de maintien en position verticale, mais surtout pour assurer la diffusion efficace de la chaleur accumulée dans les blocs réfractaires et ceci, d'une part directement vers l'avant par l'intermédiaire du panneau de face avant 20 et d'autre part par l'intermédiaire du panneau diffuseur arrière 21 dans une cheminée arrière de convection 40 délimitée par le dit panneau diffuseur et la paroi arrière de l'enceinte. The large faces of the blocks are in direct contact with these diffusing panels 20 and 21 for reasons of additional maintenance in a vertical position, but above all to ensure the efficient distribution of the heat accumulated in the refractory blocks and this, on the one hand directly forward through the front panel 20 and secondly through the rear diffuser panel 21 in a rear convection chimney 40 delimited by said diffuser panel and the rear wall of the enclosure.
A titre de variante, on peut envisager de remplacer la résistance chauffante inférieure blindée 11 à ailettes 13 par une résistance à fils chauffants bobinés ou disposés en zigzag comme sur les convecteurs classiques. As a variant, it is possible to envisage replacing the lower armored heating resistor 11 with fins 13 by a resistance with heating wires wound or zigzagged as on conventional convectors.
Les blocs accumulateurs 18 sont pris en sandwich entre le panneau métallique diffuseur de face avant 20 et le panneau diffuseur arrière 21, par exemple tous les deux ondulés à forme d'onde en créneaux. Pour des raisons constructives et de solidité, le panneau de face avant est constitué d'un panneau plat sur lequel est rapporté un panneau ondulé. The accumulator blocks 18 are sandwiched between the metal front diffuser panel 20 and the rear diffuser panel 21, for example both corrugated waveforms in slots. For constructive and solidity reasons, the front panel consists of a flat panel on which a corrugated panel is attached.
Ces panneaux métalliques permettent la diffusion de la chaleur par rayonnement, mais aussi par convection en raison de leur forme ondulée et de leur emplacement et disposition.These metal panels allow the diffusion of heat by radiation, but also by convection because of their wavy shape and their location and arrangement.
Bien entendu, le rayonnement est à exclure ou du moins à réduire fortement sur l'arrière en raison des pertes représentées par une chaleur non directement profitable à l'occupant. L'effet de convection est donc largement favorisé par le type du diffuseur arrière 21 à forme ondulée en créneaux dont les dimensions sont notablement plus importantes en largeur et en profondeur des créneaux que ceux du panneau de face avant comme on peut le remarquer sur la figure 6. Of course, the radiation is to be excluded or at least to be greatly reduced on the rear because of the losses represented by heat which is not directly profitable for the occupant. The convection effect is therefore greatly favored by the type of rear diffuser 21 with corrugated slots, the dimensions of which are notably greater in width and depth of the slots than those of the front panel, as can be seen in the figure. 6.
La conformation générale de l'appareil de chauffe selon l'invention est telle que les éléments d'accumulation 18 de la source centrale 16 à effet d'accumulation sont décalés horizontalement et verticalement par rapport à la première source 10. The general configuration of the heating apparatus according to the invention is such that the accumulation elements 18 of the central source 16 with an accumulation effect are offset horizontally and vertically relative to the first source 10.
Ainsi, la résistance électrique 11 représentant la source inférieure 10 se trouve décalée vers l'arrière pour se situer sous le panneau diffuseur arrière et non pas à la verticale de la suite des blocs réfractaires.Thus, the electrical resistance 11 representing the lower source 10 is shifted backwards to be located under the rear diffuser panel and not vertically from the series of refractory blocks.
Cette caractéristique apparaît de façon claire sur la figure 6.This characteristic is clearly shown in Figure 6.
Cette disposition permet au flux d'air chaud montant par effet de convection d'emporter la majorité des calories évacuées par le panneau diffuseur arrière 21 et d'éviter la dissipation vers l'arrière pour que le panneau arrière de l'enceinte reste pratiquement froid. This arrangement allows the rising hot air flow by convection effect to carry the majority of the calories evacuated by the rear diffuser panel 21 and to avoid backward dissipation so that the rear panel of the enclosure remains practically cold. .
Les blocs réfractaires sont de faible volume, par exemple celui d'une brique courante mais leur nombre permet d'obtenir une capacité d'accumulation moyenne. Ils constituent ainsi un volant d'inertie thermique suffisant pour assurer un tampon thermique dit de confort entre un arrêt et une marche consécutive de la source inférieure, c'est-à-dire de la résistance électrique 11, dont le fonctionnement est commandé isolément ou en association avec la source centrale 16 par un thermostat extérieur 41. Elle agit ainsi comme supplément de chaleur périodique ou occasionnel. The refractory blocks are of small volume, for example that of a common brick but their number makes it possible to obtain an average capacity of accumulation. They thus constitute a sufficient thermal flywheel to provide a so-called comfort thermal buffer between a stop and a consecutive operation of the lower source, that is to say of the electrical resistance 11, the operation of which is controlled in isolation or in association with the central source 16 by an external thermostat 41. It thus acts as a periodic or occasional heat supplement.
Ces blocs réfractaires faisant office de source de chaleur tampon présentent une inertie thermique plus importante que le convecteur rendant le chauffage plus agréable. Une fois l'alimentation de l'appareil de chauffage coupée, pendant la nuit, par exemple, les blocs continuent à rendre pendant une certaine durée la chaleur qu'ils ont stockée. These refractory blocks acting as a buffer heat source have greater thermal inertia than the convector, making heating more pleasant. After the power to the heater is turned off, for example, overnight, the blocks continue to return the heat they have stored for a period of time.
Des dispositifs de fixation muraux sont prévus sur la face arrière de l'enceinte, de même que des pieds ou des roulettes. Wall fixing devices are provided on the rear face of the enclosure, as well as feet or casters.
Il est bien entendu qu'au-delà des moyens décrits, diverses modifications évidentes et variantes simples entrent dans le cadre de la présente invention. It is understood that beyond the means described, various obvious modifications and simple variants fall within the scope of the present invention.
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