FR2793876A1

FR2793876A1 - Radiateur a double circuit de circulation d'eau

Info

Publication number: FR2793876A1
Application number: FR9906484A
Authority: FR
Inventors: Patrick Delpech
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-05-21
Filing date: 1999-05-21
Publication date: 2000-11-24
Anticipated expiration: 2019-05-21
Also published as: FR2793876B1

Abstract

La présente invention concerne un radiateur de chauffage à circulation d'eau chaude, comprenant une conduite d'arrivée (9) et une conduite de sortie.Ce radiateur est caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux circuits distincts (3, 5) de circulation d'eau reliés à la même conduite d'arrivée (9) et à la même conduite de sortie, des moyens de commutation (15, 23) permettant de commander l'alimentation d'une partie seulement des circuits (3, 5) lorsque la température de l'eau d'alimentation des circuits, et ou celle de l'air du local atteint une valeur donnée de seuil.

Description

La présente invention concerne un radiateur de chauffageà circulation d'eau, de type chauffage central. Elle concerne plus particulièrement un radiateur de chauffage permettant de réaliser des économies d'énergie substantielles pendant les périodes dites d'intersaison, c'est-à-dire les périodes de printemps et d'automne.

on sait que, depuis les années1970, divers règlements ont conduità minimiser les diverses déperditions qui entrent en compte dans les systèmes de distribution d'énergie. on a ainsi été amenéà améliorer les isolations existant dans les logements. Cette amélioration de l'isolation a permis de diminuer la surface d'échange globale des radiateurs, essentiellement par réduction de leur épaisseur tout en maintenant, voire en augmentant, leur surface frontale. On favorise ainsi l'émission par rayonnement plus confortableà l'utilisateur que le chauffage par convection.

Parallèlement, des systèmes de régulation ont été mis en place, qui visentà contrôler de façon plus rigoureuse la puissance délivrée par les émetteurs.

Les installations de chauffage central comportent ainsi des régulateurs abaissant progressivement la température de l'eau fournie aux radiateurs lorsque la température externe s'élève Jusqu'à une température dite température de non chauffage (TNC). Ainsi dans le cas du chauffage d'un localà une température souhaitée, par exemple de200C, le régulateur abaisse la température de l'eau chaude fournie jusqu'à la valeur de 200C et coupe le chauffage lorsque la température extérieure atteint la valeur de 200C c'est-à- dire la TNC dans le présent exemple.

Cependant on sait que, lorsque la température de la surface externe d'un radiateur descendà une valeur de300C, les occupants du local ont la sensation que ce radiateur est à l'arrêt, bien que celui-ci fournisse néanmoins de la chaleur. Il en résulte que la sensation de non chauffage sera perçue par l'occupant bien avant que la TNC de 200C ne soit atteinte, C'est-à-dire dans le cas mentionné précédemment, aux environs d'une température extérieure de l'ordre de150C ainsi que montré par l'expérience.

Cependant, dans la pratique, ces données se compliquent dans la mesure où l'on sait également qu'il existe des apports gratuits qui doivent être pris en compte dans le bilan thermique. Ces apports gratuits sont constitués d'une part par les apports thermiques du soleil mais également par les apports internes au local, c'est-à-dire ceux dus au chauffage des différents appareils électriques et électroniques des lampes d'éclairage etc . . . De tels apports gratuits auront un effet d'autant plus efficace que l'isolation du local sera de qualité, et que ce local sera bien orienté.

on admet ainsi que pour un local dont l'isolation est faible (construction ancienne) les apports gratuits seront au minimum de l'ordre de 20C ce qui permettrait le réglage d'une TNC à 180C pour un chauffageà 200C. Dans le cas d'une bonne isolation et d'une bonne orientation ces apports gratuits pourront atteindre 80C permettant, en théorie, le réglage d'une TNC à 120C pour un chauffageà 200C. En pratique, le réglage d'une TNC aussi basse est toutà fait impossible, les occupants ne supportant pas que leurs radiateurs soient ou semblent froids pour d'aussi faibles températures extérieures.

Il en résulte que, dans les périodes d'intersaison, on est non seulement contraint d'apporter aux différents locaux de la chaleur,à une période où cela n'est pas nécessaire, mais de porter la température externe des radiateursà une température supérieureà 300C afin que l'utilisateur prenne véritablement conscience que son local est chauffé. Il en résulte que dans ces périodes d'intersaison la température des différents locaux est souvent supérieureà ce qu'elle est pendant la période d'hiver, ce qui d'une part représente des pertes d'énergie importantes et d'autre part cause une gêneà l'utilisateur par surchauffe de son local.

La présente invention a pour but de remédierà ces inconvénients en proposant un radiateur qui, d'une part, améliore le confort de l'utilisateur en fin et en début de saison de chauffe, en augmentant la quantité de chaleur fournie par rayonnement et qui, d'autre part, permet de contenter l'utilisateur en lui fournissant une sensation de chauffage de son local tout en minimisant les pertes d'énergie.

La présente invention a ainsi pour objet un radiateur de chauffageà circulation d'eau chaude, comprenant une conduite d'arrivée et une conduite de sortie caractérisé en ce qu'il comporte: - au moins deux circuits distincts de circulation d'eau reliésà la même conduite d'arrivée età la même conduite de sortie, - des moyens de commutation permettant de commander l'alimentation d'une partie seulement des circuits lorsque la température de l'eau d'alimentation des circuits et/ou celle de l'air du local atteint une valeur donnée de seuil.

Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention le radiateur comprend au moins un circuit de circulation d'eau antérieur et au moins un circuit d'alimentation d'eau postérieur. Les moyens de commutation seront aptesà couper au moins l'alimentation d'un circuit de chauffage postérieur. Ces moyens de commutation pourront être de type manuel ou au contraire de type automatique et seront alors constitués de moyens thermostatiques commandés notamment par la température de l'eau d'alimentation du radiateur et qui agiront sur une soupape contrôlant l'arrivée de l'eau dans le circuit.

L'obturation d'au moins un circuit postérieur du radiateur pourra être effectuée par des moyens d'obturation en tout ou rien ou au contraire par des moyens d'obturation progressifs.

Le circuit de chauffage postérieur pourra être pourvu d'ailettes, ailettes qui ne seront pas reliées au circuit de chauffage antérieur.

on décrira ci-après,à titre d'exemples non limitatifs diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure1 représente deux courbes significatives de la loi de chauffe d'un radiateur d'un local,à savoir la variation de la température de l'eau de chauffage de ce radiateur en fonction de la température extérieure, respectivement sans apport de chauffage gratuit (courbea) et avec apport de chauffage gratuit (courbeb).

Les figures 2à 6 sont des figures schématiques partielles en coupe horizontale de différents modes de mise en oeuvre d'un radiateur suivant l'invention.

On a représenté sur la figure1 la courbe représentative de la loi de chauffe d'un radiateur disposé dans un local, c'est-à-dire de la variation de la température T de l'eau fournieà ce radiateur en fonction de la températuret existantà l'extérieur de ce local. Le radiateur utilisé est un radiateurà circulation d'eau destinéà maintenir une température de 200C dans le local. Il est du type75-65, c'est-à-dire que l'eau chaude arrive dans le radiateurà une température de 750C et ressort de celui-cià une température de650C, ceci en cours de fonctionnementà puissance nominale.

La courbea représente la loi de chauffe sans apport extérieur alors que la courbeb représente la loi de chauffe nécessaire avec apport gratuit. L'eau chaude est ainsi admiseà une température maximale de750C (pointA) et sa température est réduite progressivement par un régulateur jusqu'à une valeur minimale de200C, température correspondantà celle de régulation du local (point B) qui est atteint lorsque la température extérieure est de200C. Cependant, si l'on prend totalement en considération les apports de chauffage gratuits, notamment dans le cas d'un local dont l'isolation est bonne, et en admettant que ces apports gratuits soient de 50C, le point de non chauffage B se retrouve alors enC.

Si, comme on le fait en pratique on ne commenceà prendre en compte les apports gratuits qu'à partir d'une température extérieuret de50C, la courbeb représentative de la variation de température de l'eau chaude en fonction de la température extérieure diverge alors de la courbea au pointD. Cependant, comme on sait, ainsi qu'exposé précédemment, que l'occupant d'un local éprouve une sensation de non chauffage lorsque la températureT de son radiateur descendà 300C, on constate sur la courbeb que cette sensation de non chauffage lui apparaîtra lorsque la température extérieure atteindra110C, ce qui correspond au pointE de la courbeb. on comprend dès lors qu'il sera difficileà celui-ci d'admettre qu'à une telle température son radiateur ne produise pas (apparemment) de chaleur.

Un radiateur suivant l'invention comportera plusieurs circuits distincts, et préférablement deux,à savoir un circuit alimentant sa surface antérieure et un circuit alimentant sa surface postérieure. Dans le cadre d'un fonctionnement nominal du radiateur, c'est-à-dire d'un fonctionnementà pleine puissance de celui-ci, les deux circuits sont alimentés en eau chaude et le radiateur fonctionne ainsi qu'un radiateurà eau chaude de type classique. Par contre, aux intersaisons, c'est-à-dire aux périodes précédemment mentionnées,où il n'est pas nécessaire de faire appelà la puissance thermique totale du radiateur, on alimente en eau chaude simplement la face antérieure de celui-ci, ce qui permet pour une puissance calorifique fournie réduite, d'avoir une face antérieureà une température supérieureà celle d'un radiateur de type classique. on augmente ainsi en intersaison d'une part la proportion de chauffage produite par rayonnement et d'autre part on améliore la détection par l'utilisateur du chauffage de son radiateur.

La commutation entre le fonctionnementà pleine puissance du radiateur et le fonctionnement en mode intersaison pourra être effectuée automatiquement par un dispositif de type thermostatique ou électronique, ou manuellement par l'utilisateur par l'actionnement d'une simple vanne assurant l'obturation du circuit postérieur.

on a représenté sur la figure 2 un radiateur1 suivant l'invention. Celui-ci est essentiellement constitué d'une boiteà eau chaude parallélépipédique antérieure3 et d'une boîteà eau chaude postérieure5 de mêmes forme et dimensions. Les deux boîtesà eau chaude3 et5 sont réunies par des ailettes7, qui sont respectivement soudées sur la face arrière de la boîte antérieure3 et sur la face avant de la boîte postérieure5. L'admission de l'eau chaude dans les boîtes3 et5 se fait par une canalisation9 qui est reliéeà des moyens d'alimentation en eau chaude, non représentés sur le dessin, et qui est en communication par un orificeil avec la boîte antérieure3. La canalisation9 est également en communication avec la boîte postérieure5 par un orifice13 qui est pourvu de moyens d'obturation. Ces moyens d'obturation sont essentiellement constitués d'un siège de clapet 14 qui entoure l'orifice13 et d'un clapet 15 dont la base est solidaire d'une tige17 qui est montéeà coulissement dans deux supports19 solidaires de la masse du radiateur1. La tige17 traverse la paroi frontale de la boîte3 au travers de moyens d'étanchéité 21 et se termine par un bouton de commande23. Lorsque, arrivantà l'intersaison, l'utilisateur souhaite pouvoir réduire le chauffage de son radiateur1, il déplace le bouton23 dans le sens de la flèche F, ce qui a pour effet d'appliquer le clapet15 contre le siège de clapet 14 empêchant ainsi toute arrivée d'eau chaude dans la boîte postérieure5. Dans ces conditions le radiateur1 ne fournit des calories qu'à partir de la boîte antérieure3.

Un tel dispositif d'obturation peut également fonctionner de façon automatique, c'est-à-dire dès que la température de l'eau admise dans le radiateur par la canalisation9 descend au-dessous d'un seuil déterminé de température. on a représenté un tel dispositif sur la figure3, dans lequel la tige de clapet17 prend appui sur un élément de dilatation18, c'est-à-dire un élément dont la nature et la longueur sont telles que, lorsque la température descend au- dessous du seuil précédemment mentionné, en raison de la rétraction de cet élément18, le clapet15 vient prendre appui sur le siège de clapet 14 obturant ainsi l'orifice13 et empêchant tout passage d'eau dans la boîte postérieure5.

Dans les deux modes de mise en oeuvre de1 'invention décrits précédemment l'obturation de l'orifice13 assurant le passage de la canalisation9 vers la boîte postérieure5 s'effectue en tout ou rien. On pourrait également bien entendu suivant l'invention prévoir des moyens d'obturation proportionnels qui se fermeraient progressivement au fur et à mesure que la température de l'eau admise par la canalisation9 baisse. on a représenté un tel dispositif de façon schématique sur la figure 4. Sur celle-ci l'orifice13 comporte un siège de clapet 141 en forme de tronc de cône et le clapet151 possède quantà lui une forme tronconique complémentaire de celle du siège de clapet 141. La tige de clapet17 est reliéeà des moyens d'asservissement25 qui sont commandés par des moyens électroniques d'analyse qui prennent leur information quantà la températureT de l'eau admise au moyen d'un capteur27 qui est disposé dans le circuit d'admission de la canalisation9. Un tel dispositif d'asservissement en température est tel qu'il permet une fermeture progressive du clapet151 lorsque la température de l'eau admise par la canalisation9 décroît. on diminue ainsi progressivement la section de passage de l'orifice13, ce qui a pour effet de diminuer progressivement la quantité de chaleur fournie par la boîte arrière5.

Dans un mode de mise en oeuvre représenté sur la figure 5, on diminue la quantité de chaleur fournie par la boîte postérieure5 en isolant les ailettes7 de la boîte antérieure3. On comprend que, dans ces conditions, lorsque l'on obture l'orifice d'admission13 on diminue de façon plus importante la quantité de chaleur fournie par cette dernière. Dès lors, pour une puissance calorifique constante fournie par le radiateur1, il est ainsi possible d'admettre de l'eauà une température plus élevée dans la boîte antérieure3. on pourrait également, dans un mode de mise en oeuvre non représenté sur le dessin, prévoir un ventilateur qui serait disposé de façonà collecter la chaleur dispensée par la boîte postérieure5 et cecià puissance égale du radiateur, de façonà augmenter encore le pourcentage de chaleur fournie par ladite partie postérieure.

Suivant l'invention, la températureà partir de laquelle on bascule l'alimentation en eau chaude sera fonction du rapport de puissance qui existe entre les faces avant et arrière du radiateur, et de l'importance des apports gratuits dans le local concerné.

Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention représentée sur la figure6, la température de basculement sera réglableà partir de l'extérieur du radiateur.

Ainsi, on a représenté sur la figure6 une telle variante de mise en oeuvre.

Sur cette dernière le radiateur comprend comme précédemment une boîteà eau chaude antérieure3, et une boîteà eau chaude postérieure5 qui sont respectivement alimentées par une canalisation d'alimentation externe9. Le circuit d'alimentation postérieur est alimentéà partir d'un orifice13 fermé par un clapet15 supporté par une tige de clapet17. Celle-ci vient se visser dans des écrous 20 solidaires du boîtier du radiateur par des montants19. La tige se termineà l'extérieur par un bouton de commande23'. La tige de clapet17 est pourvue, entre les deux écrous support d'un élément thermostatique 18 permettant d'assurer l'obturation du circuit postérieur3 lorsque la température de l'eau arrivant par le canal9 descend au-delà d'un certain seuil. Le déplacement réglable du clapet15 permet ainsi de modifier la températureà partir de laquelle cette obturation sera réalisée.

Bien entendu les moyens de commutation peuvent également être en relation avec des moyens capteurs sensiblesà la température de l'air du local.

Claims

REVENDICATIONS 1.- Radiateur de chauffageà circulation d'eau chaude, comprenant une conduite d'arrivée(9) et une conduite de sortie caractérisé en ce qu'il comporte: - au moins deux circuits distincts(3,5) de circulation d'eau reliésà la même conduite d'arrivée(9) età la même conduite de sortie, - des moyens de commutation (15,151,18,23) permettant de commander l'alimentation d'une partie seulement des circuits(3,5) lorsque la température, de l'eau d'alimentation des circuits, et ou celle de l'air du local atteint une valeur donnée de seuil. 2.- Radiateur suivant la revendication1 caractérisé en ce qu'il comprend au moins un circuit de circulation d'eau antérieur(3) et au moins un circuit de circulation d'eau postérieur(5). 3.- Radiateur suivant la revendication 2 caractérisé en ce que les moyens de commutation sont aptesà couper l'alimentation d'au moins un circuit postérieur. 4.- Radiateur suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de commutation(23) sont actionnables au moins manuellement. 5.- Radiateur suivant l'une quelconque des revendications1 à 3 caractérisé en ce que les moyens de commutation sont constitués de moyens thermostatiques commandés par la température de l'eau d'alimentation du radiateur et qui agissent sur des moyens de contrôle (14, 15) de l'arrivée de l'eau dans le circuit. 6.- Radiateur suivant la revendication5 caractérisé en ce que les moyens de contrôle (141,15') de l'arrivée d'eau fonctionnent en mode de variation de débit progressif. 7.- Radiateur suivant les revendications 2à 6 caractérisé en ce que le circuit de circulation d'eau postérieur(5) est pourvu de moyens de ventilation permettant de pulser l'énergie produite par ce circuit(5). 8.- Radiateur suivant l'une quelconque des revendications 2à 7 caractérisé en ce que seul le circuit de circulation d'eau postérieur(5) comporte des ailettes (7) de chauffage. 9.- Radiateur suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de commutation comportent des moyens permettant de régler la valeur de la température de seuil. 10.- Radiateur suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de commutation peuvent être en relation avec des moyens capteurs sensiblesà la température de l'air du local.