FR2726636A1 - Convection heater for heating buildings - Google Patents
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Abstract
Description
PERFECTIONNEMENTS AUX CONVECTEURS
La présente invention concerne les convecteurs, destinés notamment au chauffage des bâtiments.IMPROVEMENTS TO CONVECTORS
The present invention relates to convectors, intended in particular for heating buildings.
Plus spécialement, l'invention est relative aux convecteurs comprenant d'une part un carter qui délimite une chambre de convection, et d'autre part un élément chauffant disposé dans cette chambre de convection, le carter comprenant une entrée d'air ainsi qu'une paroi frontale sensiblement verticale qui comporte une sortie d'air et qui présente une extrémité inferieure,la sortie d'air étant disposée à un niveau supérieur à l'entrée d'air, et le carter comprenant également des parois arrière, latérales et supérieure. More specifically, the invention relates to convectors comprising on the one hand a casing which delimits a convection chamber, and on the other hand a heating element disposed in this convection chamber, the casing comprising an air inlet as well as a substantially vertical front wall which has an air outlet and which has a lower end, the air outlet being arranged at a level higher than the air inlet, and the casing also comprising rear, side and upper walls .
Les utilisateurs des bâtiments chauffés au moyen de tels convecteurs se plaignent des inconvénients suivants
- ils ont la sensation d'avoir froid alors même que la température ambiante de l'air devrait être suffisante,
- le gradient thermique vertical de l'air ambiant est relativement important,
- le convecteur génère un panache d'air chaud dont la sécheresse est gênante pour le confort des utilisateurs,
- et les convecteurs, en déplaçant des volumes d'air importants, entraînent des déplacements de poussières qui provoquent des salissures.Users of buildings heated by such convectors complain of the following disadvantages
- they feel cold even when the ambient air temperature should be sufficient,
- the vertical thermal gradient of the ambient air is relatively large,
- the convector generates a plume of hot air whose dryness is annoying for the comfort of the users,
- And the convectors, by moving large volumes of air, cause displacements of dust which cause soiling.
La présente invention a notamment pour but de pallier ces inconvénients. The present invention aims in particular to overcome these drawbacks.
A cet effet, selon l'invention, un convecteur du genre en question est essentiellement caractérisé en ce que la chambre de convection est divisée en un compartiment avant et un compartiment arrière, par une cloison sensiblement verticale qui est raccordée jointivement à l'extrémité inférieure de la paroi frontale et aux parois latérales du carter, le compartiment arrière contenant l'élément chauffant et communiquant avec l'entrée d'air, le compartiment avant communiquant d'une part avec le compartiment arrière par dessus la cloison, et d'autre part avec la sortie d'air, laquelle est disposée au voisinage de l'extrémité inférieure de la paroi frontale. To this end, according to the invention, a convector of the kind in question is essentially characterized in that the convection chamber is divided into a front compartment and a rear compartment, by a substantially vertical partition which is joined contiguously to the lower end. from the front wall and to the side walls of the casing, the rear compartment containing the heating element and communicating with the air inlet, the front compartment communicating on the one hand with the rear compartment over the partition, and on the other leaves with the air outlet, which is arranged in the vicinity of the lower end of the front wall.
Dans ce convecteur, l'air traverse la chambre de convection par un phénomène dit de thermosiphon, dû au fait que la sortie d'air est située à un niveau supérieur à l'entrée d'air. In this convector, the air passes through the convection chamber by a phenomenon known as thermosyphon, due to the fact that the air outlet is located at a level higher than the air inlet.
Grâce à ces dispositions, le gradient thermique vertical dans l'air ambiant est diminué, du fait que la sortie d'air est disposée plus bas que dans un convecteur classique, et du fait que les vitesses d'air sont plus faibles. Thanks to these arrangements, the vertical thermal gradient in the ambient air is reduced, because the air outlet is arranged lower than in a conventional convector, and because the air speeds are lower.
De plus, la paroi frontale du convecteur est plus chaude que dans un convecteur classique, ce qui augmente le transfert de chaleur par rayonnement, en améliorant ainsi le confort des utilisateurs, qui ressentent moins d'impression de froid. In addition, the front wall of the convector is warmer than in a conventional convector, which increases the heat transfer by radiation, thereby improving the comfort of users, who feel less impression of cold.
Enfin, le panache d'air chaud et sec produit par le convecteur est moins important que dans un convecteur classique dans la zone de perception la plus sensible pour les utilisateurs, cette zone étant située à une hauteur d'environ un mètre au-dessus du sol. Finally, the plume of hot and dry air produced by the convector is less important than in a conventional convector in the most sensitive perception zone for users, this zone being situated at a height of about one meter above the ground.
Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes
- le compartiment arrière de la chambre de convection est thermiquement plus isolé que le compartiment avant, l'air qui traverse la chambre de convection subissant ainsi des déperditions thermiques plus élevées dans le compartiment avant que dans le compartiment arrière, ce qui tend à améliorer l'effet de thermosiphon dans le convecteur
- la paroi frontale du carter est formée en un matériau bon conducteur de la chaleur, tandis que la paroi arrière du carter est une paroi thermiquement isolante
- la paroi arrière du carter comporte une plaque métallique séparée du compartiment arrière de la chambre de convection par une couche thermiquement isolante
- la paroi supérieure du carter présente une portion qui délimite supérieurement le compartiment arrière de la chambre de convection, au moins cette portion de la paroi supérieure étant thermiquement isolante
- la paroi supérieure du carter comporte une plaque métallique qui est séparée de la chambre de convection par une couche thermiquement isolante, au moins dans la portion de la paroi supérieure qui délimite supérieurement le compartiment arrière de la chambre de convection
- les parois latérales du carter présentent chacune une portion qui délimite latéralement le compartiment arrière de la chambre de convection, au moins cette portion de chaque paroi latérale étant thermiquement isolante
- chaque paroi latérale du carter comporte une plaque métallique qui est séparée de la chambre de convection par une couche thermiquement isolante, au moins dans la portion de la paroi latérale qui delimite latéralement le compartiment arrière de la chambre de convection
- la sortie d'air comporte des ailettes inclinées vers le bas, de l'arrière vers l'avant, pour diriger en biais vers le bas l'air chaud qui sort de la chambre de convection
- l'élément chauffant est électrique.In preferred embodiments, use is also made of one and / or the other of the following arrangements.
- the rear compartment of the convection chamber is more thermally insulated than the front compartment, the air which passes through the convection chamber thus undergoes higher heat losses in the front compartment than in the rear compartment, which tends to improve the thermosyphon effect in the convector
- the front wall of the casing is made of a material which is a good conductor of heat, while the rear wall of the casing is a thermally insulating wall
- the rear wall of the housing has a metal plate separated from the rear compartment of the convection chamber by a thermally insulating layer
the upper wall of the casing has a portion which delimits the rear compartment of the convection chamber above, at least this portion of the upper wall being thermally insulating
the upper wall of the casing comprises a metal plate which is separated from the convection chamber by a thermally insulating layer, at least in the portion of the upper wall which delimits the rear compartment of the convection chamber above
- The side walls of the housing each have a portion which laterally delimits the rear compartment of the convection chamber, at least this portion of each side wall being thermally insulating
each side wall of the casing has a metal plate which is separated from the convection chamber by a thermally insulating layer, at least in the portion of the side wall which laterally delimits the rear compartment of the convection chamber
- the air outlet has fins inclined downwards, from the rear to the front, to direct the hot air coming out of the convection chamber at an angle
- the heating element is electric.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Other characteristics and advantages of the invention will appear during the following detailed description of one of its embodiments, given by way of nonlimiting example, with reference to the accompanying drawings.
Sur les dessins
- la figure 1 est une vue schématique en perspective et en coupe verticale d'un convecteur électrique selon une forme de réalisation de l'invention, et
- la figure 2 est une vue schématique en coupe horizontale du convecteur de la figure 1, la coupe étant prise selon le plan Il-Il de la figure 1.On the drawings
FIG. 1 is a schematic perspective view in vertical section of an electric convector according to an embodiment of the invention, and
- Figure 2 is a schematic view in horizontal section of the convector of Figure 1, the section being taken along the plane II-II of Figure 1.
Le convecteur représenté sur les dessins comporte un carter 1 qui délimite une chambre de convection 10 dans laquelle est disposé un élément chauffant 2. The convector shown in the drawings comprises a casing 1 which delimits a convection chamber 10 in which a heating element 2 is arranged.
Dans l'exemple considéré, l'élément chauffant 2 est électrique, et comporte une ou plusieurs résistances électriques chauffantes reliées à une alimentation electri- que (non représentée). In the example considered, the heating element 2 is electrical, and comprises one or more electrical heating resistors connected to an electrical supply (not shown).
Toutefois, l'élément chauffant 2 pourrait éventuellement être de tout autre type connu, et pourrait par exemple consister en une série d'ailettes en contact thermique avec un conduit dans lequel circule de l'eau chaude ou un autre fluide caloporteur chaud. However, the heating element 2 could possibly be of any other known type, and could for example consist of a series of fins in thermal contact with a conduit in which circulates hot water or another hot heat transfer fluid.
Dans l'exemple considéré, le carter 1 est sensiblement parallélépipédique. Ce carter présente
- une paroi frontale 30 et une paroi arrière pleine 40 disposées parallèlement l'une à l'autre, verticalement et parallèlement à un mur 3 de la pièce à chauffer,
- un fond 20 horizontal disposé à une faible hauteur au-dessus du sol 4, par exemple à environ 20 centimètres audessus du sol,
- une paroi supérieure 60 pleine et horizontale,
- et deux parois latérales 50 pleines et verticales qui sont parallèles l'une à l'autre et perpendiculaires au mur 3.In the example considered, the casing 1 is substantially parallelepiped. This housing presents
a front wall 30 and a solid rear wall 40 arranged parallel to one another, vertically and parallel to a wall 3 of the room to be heated,
a horizontal bottom 20 placed at a low height above the ground 4, for example about 20 centimeters above the ground,
a full and horizontal upper wall 60,
- And two side walls 50 full and vertical which are parallel to each other and perpendicular to the wall 3.
Comme représenté sur la figure 2, le carter 1 du convecteur peut par exemple être fixe au mur 3 par des profilés 5 qui sont fixés au mur et sur lesquels s'accroche la paroi arrière 40 du carter. As shown in FIG. 2, the casing 1 of the convector can for example be fixed to the wall 3 by profiles 5 which are fixed to the wall and on which the rear wall 40 of the casing hangs.
Le fond 20 du carter présente une partie pleine 23 au voisinage de l'extrémité inférieure 32 de la paroi frontale 30, laquelle partie pleine 23 est prolongée par une cloison 13 qui s'étend vers le haut, légèrement en biais vers l'arrière, jusqu'à un bord supérieur 13a. Ce bord 13a est disposé à une certaine distance sous la paroi supérieure 60 du carter, de façon qu'un espace libre 14 soit ménagé entre la cloison 13 et la paroi supérieure 60. The bottom 20 of the casing has a solid part 23 in the vicinity of the lower end 32 of the front wall 30, which solid part 23 is extended by a partition 13 which extends upwards, slightly oblique towards the rear, up to an upper edge 13a. This edge 13a is disposed at a certain distance under the upper wall 60 of the casing, so that a free space 14 is formed between the partition 13 and the upper wall 60.
Par ailleurs, les deux bords latéraux 13b de la cloison 13 sont en contact jointif avec les deux parois latérales 50 du carter sur toute la hauteur de ladite cloison. Furthermore, the two lateral edges 13b of the partition 13 are in contiguous contact with the two lateral walls 50 of the casing over the entire height of said partition.
La cloison 13 divise la chambre de convection 10 en, d'une part, un compartiment avant 11 et, d'autre part, un compartiment arrière 12 qui contient l'élément chauffant 2, ces deux compartiments communiquant ensemble uniquement par l'espace libre 14 ménagé entre le bord supérieur 13a de la cloison et la paroi supérieure 60 du carter. The partition 13 divides the convection chamber 10 into, on the one hand, a front compartment 11 and, on the other hand, a rear compartment 12 which contains the heating element 2, these two compartments communicating together only through the free space 14 formed between the upper edge 13a of the partition and the upper wall 60 of the casing.
Un entrée d'air 21 est ménagée dans le fond 20, sur la majeur partie de la longueur de ce fond, sous le compartiment arrière 12 de la chambre de convection. An air inlet 21 is formed in the bottom 20, over the major part of the length of this bottom, under the rear compartment 12 of the convection chamber.
Cette entrée d'air 21 est généralement pourvue d'une grille 22 constituée par exemple d'une plaque plane percée d'orifices rectangulaires. This air inlet 21 is generally provided with a grid 22 consisting for example of a flat plate pierced with rectangular orifices.
Par ailleurs, une sortie d'air 31 est ménagée dans la paroi frontale 30, au voisinage de l'extrémité inférieure 32 de cette paroi frontale. Furthermore, an air outlet 31 is provided in the front wall 30, in the vicinity of the lower end 32 of this front wall.
La sortie d'air 31 présente la forme d'une découpe qui s'étend longitudinalement horizontalement sur la majeure partie de la longueur de la paroi frontale 30. The air outlet 31 has the form of a cutout which extends longitudinally horizontally over the major part of the length of the front wall 30.
Cette sortie d'air 31 est avantageusement pourvue d'une grille constituée par des ailettes 33 dont la longueur s'etend horizontalement et dont la largeur s'étend en biais vers le bas depuis l'arrière vers l'avant, pour diriger en biais vers le bas le flux d'air chaud qui sort de la chambre de convection 10. This air outlet 31 is advantageously provided with a grid constituted by fins 33 the length of which extends horizontally and the width of which extends at an angle downwards from the rear towards the front, for directing at an angle downward the flow of hot air which leaves the convection chamber 10.
Ainsi, lorsque l'élément chauffant 2 est alimenté en courant électrique, un flux d'air ambiant est aspiré par l'entrée d'air 21, chauffé par l'élément chauffant 2, puis ce flux d'air monte dans le compartiment arrière 12 de la chambre de convection, traverse l'espace libre 14 ménagé audessus du bord supérieur 13a de la cloison 13, et descend dans le compartiment avant 11 de la chambre de convection avant de ressortir par la sortie 31 : il se produit donc dans le convecteur un phénomène dite de thermosiphon. Thus, when the heating element 2 is supplied with electric current, a flow of ambient air is sucked in by the air inlet 21, heated by the heating element 2, then this flow of air rises in the rear compartment. 12 of the convection chamber, crosses the free space 14 formed above the upper edge 13a of the partition 13, and descends into the front compartment 11 of the convection chamber before exiting through the outlet 31: it therefore occurs in the convector a phenomenon called thermosiphon.
Ce phénomène de thermosiphon est rendu possible par le fait que la sortie d'air 31 est disposée plus haut que l'entrée d'air 21, et il est encore amélioré si l'on isole thermiquement le compartiment arrière 12 de la chambre de convection, de façon que les deperditions thermiques de l'air soient plus importantes dans le compartiment avant 11 que dans le compartiment arrière 12. This thermosiphon phenomenon is made possible by the fact that the air outlet 31 is disposed higher than the air inlet 21, and it is further improved if the rear compartment 12 is thermally isolated from the convection chamber. , so that the heat losses from the air are greater in the front compartment 11 than in the rear compartment 12.
Pour cela, on rend thermiquement isolante au moins la paroi arrière 40 du carter, et de préférence également la paroi supérieure 60 du carter, au moins dans sa portion 63 qui délimite supérieurement le compartiment arrière 12, et de préférence encore les parois latérales 50, au moins dans leurs portions 53 qui délimitent latéralement le compartiment arrière 12. For this, at least the rear wall 40 of the casing is made thermally insulating, and preferably also the upper wall 60 of the casing, at least in its portion 63 which delimits the rear compartment 12 above, and more preferably the side walls 50, at least in their portions 53 which laterally delimit the rear compartment 12.
A cet effet, dans l'exemple représenté,
- la paroi frontale 30 est réalisée en un matériau bon conducteur de la chaleur, par exemple un matériau métallique, tel que l'acier,
- le fond 20 et la cloison 13 sont réalisés en un matériau métallique tel que l'acier,
- la paroi arrière 40 comporte une plaque métallique 41, par exemple en acier, qui est séparée du compartiment arrière 12 par une couche de matériau isolant 42,
- la paroi supérieure 60 comporte une paroi métallique 61, par exemple en acier, séparée de la chambre de convection 10 sur toute sa surface par une couche de matériau isolant 62,
- et les parois latérales 50 comportent chacune une plaque métallique 51, par exemple en acier, qui est séparée du compartiment arrière 12 par une couche de matériau isolant 52 s'étendant dans la portion 53 susmentionnée de chaque paroi latérale 50.To this end, in the example shown,
the front wall 30 is made of a material which is a good conductor of heat, for example a metallic material, such as steel,
the bottom 20 and the partition 13 are made of a metallic material such as steel,
the rear wall 40 comprises a metal plate 41, for example made of steel, which is separated from the rear compartment 12 by a layer of insulating material 42,
the upper wall 60 has a metal wall 61, for example made of steel, separated from the convection chamber 10 over its entire surface by a layer of insulating material 62,
the side walls 50 each comprise a metal plate 51, for example made of steel, which is separated from the rear compartment 12 by a layer of insulating material 52 extending in the above-mentioned portion 53 of each side wall 50.
Eventuellement, la plaque métallique 51 de chaque paroi latérale 50 pourrait être séparée de la chambre de convection 10 sur toute sa surface par une couche de matériau isolant, et, par ailleurs, la plaque métallique 61 de la paroi supérieure 60 pourrait n'être séparée de la chambre de convection 10 par la couche de matériau isolant 62 que dans la portion 63 susmentionnée de ladite paroi supérieure 60. Optionally, the metal plate 51 of each side wall 50 could be separated from the convection chamber 10 over its entire surface by a layer of insulating material, and, moreover, the metal plate 61 of the upper wall 60 could not be separated of the convection chamber 10 by the layer of insulating material 62 than in the aforementioned portion 63 of said upper wall 60.
Dans l'exemple de réalisation considéré, les couches de matériaux isolants 42, 52, 62 peuvent être réalisées notamment en laine de roche, éventuellement recouverte au moins vers l'intérieur du carter par une feuille d'aluminium formant réflecteur, et peuvent être fixées aux parois métalliques notamment par collage. In the embodiment considered, the layers of insulating materials 42, 52, 62 can be made in particular of rock wool, optionally covered at least towards the inside of the casing by an aluminum sheet forming a reflector, and can be fixed to metal walls, in particular by gluing.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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ST | Notification of lapse |
Effective date: 20130731 |