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Radiateur electrique a accumulation d'energie de structure modulaire et procede de realisation associe Download PDF

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Abstract

Radiateur électrique à accumulation d'énergie, de structure modulaire, et procédé de réalisation associé.L'invention concerne un dispositif offrant un confort de chauffage supérieur à celui obtenu avec des convecteurs électriques et permettant de réaliser des économies d'énergie. Il est constitué d'éléments modulaires en alliage léger (10) comprenant une pièce centrale creuse (8) et une cavité interne (50) et des moyens résistifs (27) et remplie de fluide caloporteur pour répartir l'énergie thermique et accompagné des plaquettes de stéatite glissées entre deux éléments modulaires (10) pour accumuler l'énergie thermique et continuer à la restituer sans consumer d'avantage d'énergie.Le dispositif selon l'invention est destiné au chauffage de tout type de locaux.

Description

<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention concerne un radiateur électrique à accumulation d'énergie, de structure modulaire. Elle vise également un procédé pour sa réalisation.
La recherche d'un confort de chauffage supérieur à celui obtenu avec des convecteurs électriques et l'objectif de réaliser des économies d'énergie contribuent au développement actuel des radiateurs électriques à accumulation réalisés à partir d'alliage léger moulé sous pression, notamment d'alliage d'aluminium, qui peuvent être avantageusement installés en des emplacements prévus pour des radiateurs de chauffage central.
Le FR 2678717 divulgue ainsi un radiateur électrique à accumulation constitué d'éléments modulaires comportant dans une partie centrale des briques réfractaires équipées d'une résistance électrique interne et contenues dans une enveloppe tubulaire à section rectangulaire. Du fait de la différence entre les coefficients de dilatation respectifs de l'alliage moulé et les briques réfractaires, celles-ci sont soumises à des contraintes mécaniques significatives qui conduisent à la génération de bruits acoustique intempestifs et désagréables et à un effritement à terme des briques réfractaires. En outre, on observe des problèmes de non uniformité des températures sur l'ensemble du radiateur du fait de la relative concentration des éléments générateurs de chaleur.
Par ailleurs, le FR 2716255 divulgue un radiateur électrique à accumulation constitué d'éléments modulaires et comportant un corps de chauffe unique. Ce radiateur comporte un évidement permettant de loger une brique réfractaire unique équipée d'une résistance électrique interne et logée dans les éléments modulaires. C'est la longueur du corps de chauffe constitué par la brique réfractaire unique qui conditionne la longueur du radiateur et le nombre d'éléments modulaires.
<Desc/Clms Page number 2>
Ce mode de réalisation restreint singulièrement le caractère modulaire d'un tel radiateur à accumulation, puisqu'on ne peut pas dans ce mode prévoir un nombre d'éléments modulaires quelconque. Par ailleurs, ce mode de réalisation suppose, soit de concevoir un moule spécifique incluant la réalisation d'une cavité interne globale, soit d'usiner dans des éléments modulaires existants une cavité interne apte à recevoir le corps de chauffe unique.
Enfin, le FR 2750759 divulgue un radiateur à accumulation comprenant un assemblage d'éléments modulaires en alliage léger, chaque élément modulaire étant de forme sensiblement allongée et comprenant une pièce centrale creuse comportant une cavité interne débouchant par une ouverture sur une extrémité inférieure dudit élément modulaire, et des moyens résistifs pour convertir de l'énergie électrique en énergie thermique accumulée au sein desdits éléments modulaires. Les moyens résistifs de conversion d'énergie sont inclus dans des corps de chauffe modulaires en alliage léger insérés dans les cavités internes des éléments modulaires via leurs ouvertures inférieures respectives. Cette méthode rend le processus de fabrication complexe en imposant différentes étapes d'usinage supplémentaires par rapports aux radiateurs en alliage léger réalisés initialement pour des systèmes de chauffage central.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un radiateur électrique qui présente les performances thermiques normalement attendues d'un système à accumulation, tout en offrant une meilleure répartition spatiale de la chaleur et en nécessitant une consommation électrique moindre que ce qu'on peut obtenir avec les radiateurs de l'art antérieur, et en étant de réalisation plus simple que les radiateurs à corps de chauffe unique et que les radiateurs modulaires où sont inclus des corps de chauffe en alliage léger insérés dans les cavités internes des éléments modulaires.
Ceci est obtenu avec un radiateur à accumulation comprenant un assemblage d'éléments modulaires en alliage léger, chaque élément modulaire étant de forme sensiblement allongée et comprenant une pièce centrale creuse formant ainsi une cavité interne, et des moyens résistifs pour convertir de l'énergie électrique en énergie thermique accumulée au sein desdits éléments modulaires.
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Suivant l'invention, les moyens résistifs de conversion d'énergie sont insérés dans les tronçons des tubes servants à assembler les dif- férents éléments modulaires du radiateur. Les cavités internes sont remplies par un fluide caloporteur pour véhiculer et répartir harmonieusement la chaleur sur l'ensemble du radiateur. Enfin, des plaquettes de stéatite sont insérées entre chacun des éléments modulaires. De par ses propriétés ce matériau accumule la chaleur et la restitue ensuite progressivement sans plus nécessiter de consommation électrique supplémentaire.
Le mérite de cette invention réside notamment dans le fait que l'on tire parti de l'existence de cavités internes dans les éléments modulaires de radiateurs en alliage léger réalisés initialement pour des systèmes de chauffage central. Ces radiateurs présentent usuellement des cavités verticales permettant la circulation d'eau chaude ou de vapeur entre un point d'entrée haut et un point de sortie bas. Une modification mineure des éléments modulaires standards constituant ces radiateurs est en outre économiquement viable puisqu'elle évite les opérations très coûteuse de conception globale d'un nouveau modèle.
Avec un radiateur selon l'invention, on évite ainsi les délicats problèmes de déformation et de bruit acoustique induits par les différences de coefficient de dilatation des différents matériaux mis en oeuvre car les corps de chauffes métalliques sont ici remplacés par l'association des moyens résistifs et du fluide caloporteur.
Un radiateur électrique selon l'invention comprend en outre des moyens pour connecter électriquement les moyens résistifs internes à des moyens de fourniture et de régulation d'énergie électrique, cela pouvant être réalisée selon toutes les techniques connues et utilisées classiquement dans les domaines de l'alimentation électrique et de la régulation thermique appliqués aux radiateurs électriques à accumulation. Les éléments modulaires selon l'invention sont de préférence réalisés à partir d'alliages d'aluminium moulés sous pression. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
<Desc/Clms Page number 4>
Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs : - La figure 1A est une vue de face en coupe partielle d'un radia- teur selon l'invention ; - la figure 1B est une vue en coupe selon AA du radiateur repré- senté en figure 1A ; - la figure 1C est une vue en coupe selon BB du radiateur repré- senté en figures 1A et 1B ; la figure 2 est une vue en perspective de la partie basse d'un élément modulaire d'un radiateur selon l'invention ; et - la figure 3 est une vue en perspective de la partie basse d'un élément modulaire d'un radiateur selon l'invention représentant un exemple de fixation pour les plaquettes de stéatite.
On va maintenant décrire un exemple de réalisation d'un radiateur selon l'invention, en référence aux figures précitées.
Un radiateur électrique à accumulation 1 selon l'invention comprend un assemblage d'éléments modulaires 10 réalisés en alliage d'aluminium moulé sous pression selon des techniques connues et largement mises en oeuvre pour la réalisation de radiateurs pour chauffage central. Ces éléments modulaires 10 sont normalement solidarisés selon une technique dite de"niplage"consistant à visser entre eux des tronçons de tube respectivement supérieurs et inférieurs 101,102 inclus dans ces éléments modulaires 10. Chaque élément modulaire 10 comprend une face avant 2, une face arrière 1, et entre ces deux faces une pièce creuse centrale 8 de forme sensiblement allongée s'étendant sur la majeure partie de la hauteur du radiateur et présentant une cavité interne 50 débouchant dans sa partie inférieure dans le tronçon de tube inférieur. La cavité interne 50, est remplie par le fluide caloporteur, ici à base de glycol, 9 assurant ainsi une parfaite conduction thermique entre les moyens résistifs de conversion d'énergie 27 et les pièces centrales creuses 8 du radiateur 1. Chaque élément modulaire 10 est normalement doté d'ailettes 7 disposées entre les faces avant et arrière 2,3 qui sont reliées à la pièce creuse centrale 8 respectivement par des entretoises 52,51.
<Desc/Clms Page number 5>
Les moyens résistifs de conversion d'énergie, dans cet exemple une résistance de type cylindrique 27, sont insérées dans les tronçons in- férieurs des tubes servants à assembler les différents éléments modulaires 10 du radiateur. La longueur de la résistance de type cylindrique 27 est adaptée au nombre d'éléments modulaires 10 dont se compose le radiateur 1 afin de répartir correctement la chaleur sur l'ensemble du radiateur 1. La résistance de type cylindrique 27 est connectée à une unité d'alimentation et de régulation 30 connectée au secteur et qui peut être réalisée selon toutes les techniques connues et utilisées classiquement dans le domaine de la régulation thermique appliquée aux radiateurs électriques à accumulation.
Un collier atlas 18 est fixé autour du tube inférieur 4 de chaque élément modulaire 10 du radiateur. Une plaquette de stéatite 15, matière dont la découpe est aisée, de forme rectangulaire et de taille adaptée afin de ne pas dépasser du radiateur selon l'invention pour ne pas être disgracieux, est insérée entre chacun des éléments modulaires 10, du côté de la face arrière 3, et est maintenue latéralement par les ailettes 7 et verticalement par le collier atlas 18.
Les radiateurs à accumulation selon l'invention peuvent avantageusement être fabriqués à partir d'éléments modulaires en alliage d'aluminium moulé sous pression conçus initialement pour des radiateurs à eau, en évitant ainsi d'avoir à réaliser des moules spécifiques, ce qui permet une réduction significative des coûts de réalisation. En effet, un radiateur 1 selon l'invention peut être fabriqué selon les étapes suivantes : - on réalise, par moulage sous pression, des éléments modulaires 10 comportant chacun une pièce centrale creuse 8,
Figure img00050001

- on rempli les cavités internes 50 des éléments modulaires 10 avec le fluide caloporteur 9, - on insère une résistance de type cylindrique de taille adaptée et connectée avec une unité d'alimentation et de régulation 30 dans le tronçon du tube inférieur 4, scellant ainsi hermétiquement le radiateur 1, - on fixe un collier atlas 18 autour du tube inférieur 4 de chaque élément modulaire 10 du radiateur,
Figure img00050002

- on insère les plaquettes de stéatite 15 entre chacun des éléments modulaires 10, du côté de la face arrière 3.
<Desc/Clms Page number 6>
Mais ce mode de réalisation particulièrement économique n'est pas limi- tatif et on peut fort bien concevoir spécifiquement des éléments modulaires adaptés pour réaliser un radiateur à accumulation selon l'invention.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, les cavités internes peuvent être de forme quelconque et on peut envisager bien d'autres modes de connexion électrique que celui qui vient d'être décrit. Par ailleurs, l'invention n'est pas limitée à des radiateurs réalisés à partir d'alliages d'aluminium moulés sous pression, mais peut être mise en oeuvre avec d'autres techniques de fabrication. De plus, on peut prévoir de loger l'unité de contrôle et de régulation au sein d'une cavité ménagée dans l'un des éléments modulaires d'un radiateur, ou selon toute autre disposition, sans sortir du cadre de la présente invention.

Claims (5)

  1. Figure img00070001
    REVENDICATIONS 1. Radiateur électrique à accumulation d'énergie (1), comprenant un assemblage d'éléments modulaires en alliage léger (10), chaque élément modulaire (10) étant de forme sensiblement allongée et comprenant une pièce centrale creuse (8) et une cavité interne (50), et des moyens résistifs (27) pour convertir de l'énergie électrique en énergie thermique, et rempli de fluide caloporteur (9) pour répartir l'énergie thermique sur l'ensemble du radiateur (1), et accompagné de plaquettes de stéatite (15) glissées entre deux éléments modulaires (10) pour accumuler l'énergie thermique et continuer à la restituer sans consommer d'avantage d'énergie électrique.
  2. 2. Radiateur électrique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la forme de blocs de stéatite (15) est conçue et adaptée pour se glisser aisément entre deux éléments modulaires (10).
  3. 3. Radiateur électrique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments modulaires (10) présentent une structure sensiblement identique à celle d'éléments modulaires d'un radiateur de chauffage central à eau, le fluide caloporteur (9) remplissant alors les cavités internes de circulation d'eau de chaque élément modulaire.
  4. 4. Radiateur électrique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments modulaires (10) sont réalisés à partir d'alliages d'aluminium moulés sous pression.
  5. 5. Procédé pour réaliser un radiateur électrique à accumulation (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - on réalise, par moulage sous pression, des éléments modulaires (10) comportant chacun une pièce centrale creuse 8,
    Figure img00070002
    - on rempli les cavités internes (50) des éléments modulaires (10) avec du fluide caloporteur (9), - on insère moyens résistifs de conversion d'énergie électrique en énergie thermique (27) reliés à des moyens d'alimentation et de régulation (30),
    <Desc/Clms Page number 8>
    - on scelle hermétiquement le radiateur (1), - on insère et fixe des plaquettes de stéatite (15) entre chacun des éléments modulaires (10).
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