FR2842286A1

FR2842286A1 - Electric convection radiators adaptable so each fluid radiator has total autonomy, uses local heater, pump and thermostatic controller to operate fluid-filled convection radiator

Info

Publication number: FR2842286A1
Application number: FR0208591A
Authority: FR
Inventors: Herve Duplessy
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-01-16

Abstract

The heater has a box attached to the end of a fluid-filled radiator (10). The box houses an electric heating element (34), a circulation pump (32), a thermostat (33) with a microcontroller to manage electric power supply to heating element and pump. The box is at the middle of a 'U'-shaped assembly that has two pipes (11,12) that fit horizontally into top and bottom of the radiator.

Description

La présente invention concerne un dispositif de micro-chaudièreThe present invention relates to a micro-boiler device

électrique, adaptable à tous radiateurs à circulation de fluide afin qu'ils electric, adaptable to all radiators with fluid circulation so that they

possèdent une autonomie totale.have total autonomy.

Les radiateurs à circulation de fluide sont traditionnellement reliés les uns aux autres par des tuyauteries passant de pièce en pièce et d' étage en étage, traversant les murs, pour que chaque radiateur soit alimenté en fluide chaud généré par une chaudière équipée d' un accélérateur de circulation de fluide. Ce type de "chauffage central" est reconnu pour transmettre le plus Fluid circulation radiators are traditionally connected to each other by pipes passing from room to room and from floor to floor, passing through the walls, so that each radiator is supplied with hot fluid generated by a boiler equipped with an accelerator. fluid circulation. This type of "central heating" is known to transmit the most

grand confort de chauffage.great heating comfort.

Certains radiateurs électriques à fluide caloporteur, mis sur le marché depuis quelques d'années semblent donner des résultats de confort très proche du "chauffage central" mais leur système de chauffage de fluide généré par une cartouche chauffante installée dans le bas du radiateur n' Certain electric heaters with heat transfer fluid, put on the market for a few years seem to give results of comfort very close to "central heating" but their system of heating of fluid generated by a heating cartridge installed in the bottom of the radiator does

assure pas la circulation du fluide et diminue donc leurs rendements. not ensure the circulation of the fluid and therefore decreases their yields.

Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients, en conciliant tous les avantages des uns et des autres, et en y apportant les idées nouvelles du brevet soit - Premièrement, en supprimant des dizaines de mètres de tuyauterie dans une installation traditionnelle de "chauffage centrale" afin de supprimer The device according to the invention makes it possible to remedy these drawbacks, by reconciling all the advantages of each other, and by bringing therein the new ideas of the patent, either - Firstly, by removing tens of meters of piping in a traditional installation of "central heating" to remove

ces pertes thermiques.these heat losses.

- Deuxièmement, en supprimant la cartouche chauffante à 1' intérieur des radiateur à fluide caloporteur qui surchauffe le fluide de synthèse ou non dans la partie basse du radiateur en la remplaçant par une résistance - Second, by removing the heating cartridge inside the heat transfer fluid radiator which overheats the synthetic fluid or not in the lower part of the radiator by replacing it with a resistance

chauffante extérieure.outdoor heater.

- Troisièmement, en intégrant un accélérateur de circulation de fluide électrique pour avoir une chauffe et une réchauffe très rapide du fluide qui - Thirdly, by integrating an electric fluid circulation accelerator to have a very rapid heating and heating of the fluid which

peut circuler en permanence.can circulate permanently.

- Quatrièmement, en intégrant un thermostat avec un microcontrôleur pour gérer la vitesse de circulation du fluide, selon sa température, ainsi que la consommation d' au moins une résistance chauffante identique, par exemple, pour tous les radiateurs et dont la puissance réelle nécessaire est calibrée exactement, après une initialisation, en fonction de la puissance de restitution de chaleur du corps de chauffe du radiateur (transmise par le - Fourth, by integrating a thermostat with a microcontroller to manage the speed of circulation of the fluid, according to its temperature, as well as the consumption of at least one identical heating resistance, for example, for all the radiators and whose actual power required is calibrated exactly, after initialization, as a function of the heat release power of the radiator heater body (transmitted by the

fabriquant d'éléments) selon le nombre d'éléments qui le compose. manufacturer of elements) according to the number of elements that compose it.

- Cinquièmement, la miniaturisation de tous ces éléments, utilisés dans les meilleures conditions d' exploitation permettent de gérer au plus juste la consommation d' énergie pour assurer le meilleur rendement calorifique en assurant la plus grande simplicité d' installation à des cots les - Fifth, the miniaturization of all of these elements, used under the best operating conditions, makes it possible to manage energy consumption as precisely as possible to ensure the best calorific efficiency while ensuring the greatest simplicity of installation at low cost.

plus économiques puisqu' une seul prise électrique par radiateur suffit. more economical since a single electrical outlet per radiator is sufficient.

- Sixièmement: En adaptant, sur une tuyauterie extérieure verticale, dans l'exemple d' utilisation, et rendue solidaire et étanché par tous moyens connus à un corps de chauffe d' extrémité, composant un radiateur: un accélérateur de circulation de fluide et une résistance chauffante électrique, - Sixth: By adapting, on a vertical external pipe, in the example of use, and made integral and sealed by any known means to an end heating body, composing a radiator: a fluid circulation accelerator and a electric heating resistance,

par exemple,for example,

- Septièmement: En canalisant de façon précise le circulation du fluide à 1' intérieur du radiateur à l'aide de deux extensions de tuyauteries parallèles fermées à leurs extrémités, représentées, par exemple, par les deux barres parallèles d' un "U". Ces deux extensions entrent dans le radiateur qui dispose naturellement des passages dont on profite, que l'on - Seventh: By precisely channeling the circulation of the fluid inside the radiator using two extensions of parallel pipes closed at their ends, represented, for example, by the two parallel bars of a "U". These two extensions enter the radiator which naturally has passages which we take advantage of, which we

appellera "canalisation": l' une en partie haute et 1' autre en partie basse. will call "channeling": one at the top and one at the bottom.

Elles sont percées de trous débouchants, de préférence mais non obligatoire, en face des cheminées de chaque élément de chauffe, (éléments de chauffe qui sont disponibles sur le marché), afin que le fluide chaud agisse de façon homogène et uniforme répartie sur toute la surface du radiateur, puisqu' il est canalisé dans les dites cheminées. Ceci n' est pas le cas, à ce jour, et ce pour aucun des systèmes de chauffage par radiateur à fluide de "chauffage central" existant, qui en fait ne disposent seulement que d' une entrée de fluide et que d' une sortie de fluide. Quand au radiateur à fluide caloporteur aucune circulation de fluide n'existe à notre connaissance (si ce n'est une enveloppe soleau du déposant de ce brevet datant du 09/12/ 1998 portant le They are pierced with through holes, preferably but not compulsory, opposite the chimneys of each heating element, (heating elements which are available on the market), so that the hot fluid acts in a homogeneous and uniform manner distributed over the entire surface of the radiator, since it is channeled in the said chimneys. To date, this is not the case for any of the existing "central heating" fluid radiator heating systems, which in fact only have one fluid inlet and one outlet. of fluid. When to the heat transfer fluid radiator no circulation of fluid exists to our knowledge (if not a soleau envelope of the applicant for this patent dated 09/12/1998 bearing the

NO 30865 091298).NO 30865 091298).

Selon des modes particuliers de réalisation - Le boîtier renfermant tous les composants d' une micro-chaudière peut être réalisé en matière plastique ou en métal ferreux ou non ferreux, According to particular embodiments - The housing containing all the components of a micro-boiler can be made of plastic or ferrous or non-ferrous metal,

pour assurer un certaine esthétique, et une sécurité envers les personnes. to ensure a certain aesthetic, and safety towards people.

- La tuyauterie en métal non ferreux ou en matière plastique (tout ou partie), en forme de "U", par exemple, résistant à de hautes températures, 1500C par exemple, connues et disponibles sur le marché assure la circulation du fluide et sa distribution dans les éléments corps de chauffe d' un - The piping in non-ferrous metal or plastic (all or part), in the shape of a "U", for example, resistant to high temperatures, 1500C for example, known and available on the market ensures the circulation of the fluid and its distribution in the heating element elements of a

radiateur.radiator.

- Les parties parallèles de la tuyauterie, représentées par les deux barres du "U" et qui peuvent être bouchées à leurs extrémités pour assurer une meilleure répartition du fluide, sont percées de trous pour la distribution du fluide chaud et la récupération du fluide froid, sont positionnées à l'intérieur du radiateur, I' une dans une canalisation haute et 1' autre dans une canalisation basse, et sont assemblées sur le radiateur de façon étanche par - The parallel parts of the piping, represented by the two bars of the "U" and which can be plugged at their ends to ensure a better distribution of the fluid, are pierced with holes for the distribution of the hot fluid and the recovery of the cold fluid, are positioned inside the radiator, one in a high pipe and the other in a low pipe, and are assembled on the radiator in a sealed manner by

des moyens connues: système d'olive par exemple. known means: olive system for example.

- La partie de tuyauterie extérieure au radiateur reçoit un accélérateur adapté, miniature, de circulation de fluide électrique, silencieux à débit variable géré par un microcontrôleur intégré sur le circuit électronique d' un thermostat. - Au moins une résistance électrique, qui peut correspondre à la puissance électrique maximum d'une gamme de radiateur afin de standardiser les approvisionnements, peut être calibrée exactement en puissance par le microcontrôleur du thermostat, après une initialisation, en fonction de la puissance de restitution de chaleur du corps de chauffe du radiateur (transmise par le fabriquant fournisseur d'éléments) selon le nombre d'élément qui le compose. Cette résistance électrique peut être extérieure ou intérieure à la tuyauterie en évitant tous contacts directs avec le fluide voir la tuyauterie elle-même pour répondre aux normes de sécurités - The part of piping outside the radiator receives an adapted, miniature accelerator, for circulation of electric fluid, silent with variable flow managed by a microcontroller integrated on the electronic circuit of a thermostat. - At least one electrical resistance, which can correspond to the maximum electrical power of a range of radiator in order to standardize the supplies, can be calibrated exactly in power by the microcontroller of the thermostat, after an initialization, according to the power of restitution of heat from the radiator heater (transmitted by the manufacturer supplying elements) according to the number of elements which compose it. This electrical resistance can be external or internal to the piping, avoiding any direct contact with the fluid, see the piping itself to meet safety standards.

essentiel les.essential them.

- Un thermostat électronique intégrant un microcontrôleur peut gérer en permanence la consommation d' énergie de la ou les résistances électriques qui chauffent le fluide et la vitesse du débit de fluide dans le radiateur pour permettre d' assurer le meilleur rendement thermique du - An electronic thermostat incorporating a microcontroller can permanently manage the energy consumption of the electrical resistance (s) which heat the fluid and the speed of the fluid flow in the radiator to allow ensuring the best thermal efficiency of the

radiateur et la meilleure économie d'énergie. radiator and the best energy saving.

Les dessins annexés illustrent l'invention La figure 1 représente, en éclaté dans une première forme, le dispositif The accompanying drawings illustrate the invention. FIG. 1 shows, in exploded form in a first form, the device

installé sur un radiateur.installed on a radiator.

La figure 2 représente en coupe le dispositif avec une tuyauterie à Figure 2 shows in section the device with piping to

l'intérieur d'un radiateur pour représenter la circulation du fluide. inside a radiator to represent the circulation of the fluid.

La figure 3 représente une variante dans le positionnement de deux résistances électriques encadrant l'accélérateur électrique de circulation du fluide. La figure 4 représente quelques variantes: de position, de forme et de nombre de trou possibles sur les tuyauteries hautes ou basses positionnées à I' intérieur de la canalisation haute et de la canalisation basse du radiateur, ainsi que, par exemple, une autre possibilité de fermer 1' extrémité des tuyauteries. La figure 5 représente une variante de position d'utilisation dans une position verticale du radiateur démontrant que le fluide circule horizontalement dans cette position, anormale d'utilisation, mais cependant FIG. 3 represents a variant in the positioning of two electrical resistances framing the electrical accelerator for circulation of the fluid. Figure 4 shows some variants: position, shape and number of possible holes on the high or low pipes positioned I 'inside the high pipe and the bottom pipe of the radiator, as well as, for example, another possibility to close the end of the pipes. FIG. 5 represents a variant of the position of use in a vertical position of the radiator demonstrating that the fluid circulates horizontally in this position, abnormal in use, but nevertheless

valable pour un sèche serviettes de salle de bain. valid for a towel dryer.

Fn référence à ces dessins, le dispositif comporte une boîtier (1) intégrant une tuyauterie (2) qui assure la circulation d' un fluide (3) et sa distribution dans des éléments corps de chauffe (4) (5) (6) (7) (8) (9) d' un radiateur (10), selon les Fig.1 et 2. Les parties parallèles de la tuyauterie (2), représentées par les deux barres du "U/" (11) (12) et qui peuvent être bouchées à leurs extrémités (13) (14) pour assurer une meilleure répartition du fluide, sont percées de trous de trous de diamètres progressifs (15) (16) (17) (18) (19) (20) pour la distribution du fluide chaud (3a) et de trous de diamètres progressifs (21) (22) (23) (24) (25) (26) pour la récupération du fluide froid (3b). Elles sont positionnées à l'intérieur du radiateur (10), respectivement 1' une dans une canalisation haute (27) et 1' autre dans une canalisation basse (28), et sont assemblées sur le radiateur (10) en bout des canalisations (29) et (30) de façon étanche par des moyens connues (système d'olive par exemple). Une partie de tuyauterie extérieure (31) au radiateur (10) reçoit un accélérateur électrique de circulation de fluide (32), silencieux à débit variable géré par un microcontrôleur intégré sur un circuit électronique d' un thermostat (33) alimenté par le courant électrique du secteur (34). Au moins une résistance électrique (35), qui peut correspondre à la puissance électrique maximum d'une gamme de radiateur, par exemple, afin de standardiser les approvisionnements, peut être calibrée exactement en puissance par le microcontrôleur du thermostat (33), après une initialisation, en fonction de la puissance de restitution de chaleur des corps de chauffe du radiateur (10), transmise par le fabriquant fournisseur de ces éléments, en fonction du nombre d' élément qui le compose. Cette résistance électrique (35) peut être extérieureà la partie de la tuyauterie (31), pour la démonstration Fig: 1; 2 et 3, ou par exemple, à l'intérieur à la tuyauterie (31) en évitant tous contacts directs avec le fluide (3), voir la tuyauterie elle-même pour répondre aux normes de sécurités essentielles. Un thermostat électronique (33) intégrant un microcontrôleur peut gérer en permanence la consommation d' énergie de la ou des résistances électriques (34 Fig: 1 et 2) ou (36 et 37 Fig: 3) qui chauffent le fluide à son passage et la vitesse du débit de fluide (3) dans les cheminées (38) (39) (40) (41) (42) (43) et les canalisations: haute et basse (27) (28) du radiateur (10) pour permettre d' assurer le meilleur rendement thermique au radiateur et la Referring to these drawings, the device comprises a box (1) integrating a pipe (2) which ensures the circulation of a fluid (3) and its distribution in heating element elements (4) (5) (6) ( 7) (8) (9) of a radiator (10), according to Fig.1 and 2. The parallel parts of the piping (2), represented by the two bars of the "U /" (11) (12) and which can be plugged at their ends (13) (14) to ensure better distribution of the fluid, are drilled with holes of progressive diameters (15) (16) (17) (18) (19) (20) to the distribution of the hot fluid (3a) and holes of progressive diameters (21) (22) (23) (24) (25) (26) for the recovery of the cold fluid (3b). They are positioned inside the radiator (10), respectively one in a high pipe (27) and one in a low pipe (28), and are assembled on the radiator (10) at the end of the pipes ( 29) and (30) in a sealed manner by known means (olive system for example). A portion of piping external (31) to the radiator (10) receives an electric fluid circulation accelerator (32), silent at variable flow managed by a microcontroller integrated on an electronic circuit of a thermostat (33) supplied by the electric current. from the sector (34). At least one electrical resistance (35), which can correspond to the maximum electrical power of a range of radiators, for example, in order to standardize the supplies, can be calibrated exactly in power by the microcontroller of the thermostat (33), after a initialization, as a function of the heat restitution power of the radiator heating bodies (10), transmitted by the manufacturer supplying these elements, as a function of the number of elements which compose it. This electrical resistance (35) can be external to the part of the piping (31), for the demonstration Fig: 1; 2 and 3, or for example, inside the piping (31) avoiding any direct contact with the fluid (3), see the piping itself to meet essential safety standards. An electronic thermostat (33) incorporating a microcontroller can permanently manage the energy consumption of the electrical resistance (s) (34 Fig: 1 and 2) or (36 and 37 Fig: 3) which heat the fluid in its passage and the fluid flow speed (3) in the chimneys (38) (39) (40) (41) (42) (43) and the pipes: high and low (27) (28) of the radiator (10) to allow d '' provide the best thermal efficiency to the radiator and

meilleure économie d'énergie.better energy saving.

Selon la Fig 3, une variante dans le positionnement de au moins une résistance électrique, de part et d'autre de 1' accélérateur de circulation du fluide (32) peuvent permettre d' avoir deux puissances différentes, par exemple, de résistance chauffante (36) et (37), par exemple, afin de gérer avec le microcontrâleur du thermostat (33) soit une seule résistance (36), soit deux résistances (36) et (37) selon le besoin et d'affiner encore plus 1' According to FIG. 3, a variant in the positioning of at least one electrical resistance, on either side of the fluid circulation accelerator (32) can make it possible to have two different powers, for example, of heating resistance ( 36) and (37), for example, in order to manage with the microcontroller of the thermostat (33) either a single resistor (36), or two resistors (36) and (37) according to the need and to refine even more 1 '

économie d' énergie.energy saving.

Selon la Fig: 5, une position anormale, verticale en utilisation du radiateur (10) démontre que le fluide (3) circule horizontalement dans les cheminées (38) (39) (40) (41) (42) (43), grâce aux trous de distribution (15) (16) (17) (18) (19) (20) et de récupération (21) (22) (23) (24) (25) (26) du fluide (3), percés respectivement face aux cheminées (38) (39) (40) (41) (42) (43) mais pas forcément face à leurs axes. Cette démonstration reste cependant intéressante pour un sèche serviettes de salle de bain qui est une autre forme de radiateur, mais pouvant utiliser les mêmes principes de According to Fig: 5, an abnormal, vertical position in use of the radiator (10) demonstrates that the fluid (3) circulates horizontally in the chimneys (38) (39) (40) (41) (42) (43), thanks to the distribution (15) (16) (17) (18) (19) (20) and recovery (21) (22) (23) (24) (25) (26) holes for the fluid (3), drilled respectively facing the chimneys (38) (39) (40) (41) (42) (43) but not necessarily facing their axes. This demonstration remains interesting for a towel dryer which is another form of radiator, but which can use the same principles of

circulation de fluide que dans cette configuration. fluid circulation only in this configuration.

Selon la Fig: 4, un grand nombre de possibilités nous sont offertes quant aux trous de distribution ou trous de récupération qui peuvent être réalisées. Ces possibilités ne représentent que des exemples parmi tant d' According to Fig: 4, a large number of possibilities are offered to us as to the distribution holes or recovery holes that can be made. These possibilities are only examples among so many

autres, tout comme les façons de boucher les extrémités des tuyauteries. others, as well as ways to plug the ends of the pipes.

Le dispositif selon 1' Invention est particulièrement destiné à la réalisation de micro-chaudière électrique, adaptable à tous radiateurs à The device according to the invention is particularly intended for the production of an electric micro-boiler, adaptable to all radiators with

circulation de fluide afin qu'ils possèdent une autonomie totale. circulation of fluid so that they have total autonomy.

Claims

1- Electric micro-boiler device, adaptable to all radiators with fluid circulation so that they have total autonomy, characterized in that it comprises a housing (1) integral with a radiator (10) to protect a micro-boiler composed of: an electric heating resistor 05 (34); of a fluid circulation accelerator (32), installed on a "U" shaped pipe (2), the two parallel parts (11) (12)

enter the radiator (10) and a thermostat system (33).

2- Electric micro-boiler device, adaptable to all radiators with fluid circulation so that they have total autonomy according to claim 1 characterized in that at least one electrical resistance (34), installed on the part (31) of the piping (2), avoiding any direct electrical contact with the fluid, and located at least on one side of the electric fluid circulation accelerator (32), provides heating and reheating of the fluid to circulate in a radiator (10), and this,

whatever the meaning.

3- An electric micro-boiler device, adaptable to all radiators with fluid circulation so that they have total autonomy according to claim 2, characterized in that a single power of electrical resistance, for example, for heating a fluid ( 3) could be installed on all micro-boiler devices and that a management microcontroller thermostat (33) could be calibrated in power, after an initialization as a function of the heat release power of the bodies

that make up a radiator.

4- Electric micro-boiler device, adaptable to all radiators with fluid circulation so that they have total autonomy according to the preceding claim characterized in that the piping (31) can be equipped with at least two resistors of different powers (36) (37) and can be ordered separately, to manage more precisely the

energy consumption by the thermostat microcontroller (33).

- Electric micro-boiler device, adaptable to all radiators with fluid circulation so that they have total autonomy according to

previous claims characterized in that a "U 35 lying" pipe (2), in its vertical part (31) incorporates a circulation accelerator

electric fluid (32) which is surrounded, for example, by at least one

electrical resistance (34).

6- Electric micro-boiler device, adaptable to all radiators with fluid circulation so that they have total autonomy according to the preceding claim, characterized in that the two horizontal piping extensions (11) (12) of the "U ', not necessarily made in one piece or in the same materials, plugged at their end (13) bones (14), enter the radiator (10) through the body elements

heating (4) (5) (6) (7) (8) (9) in pipes (27) and (28) and are tightly assembled (29) (30) thereto.

7- Electric micro-boiler device, adaptable to all radiators with

circulation of fluid so that they have total autonomy according to the preceding claims 4 and 5 characterized in that two pipe extensions (11) (12) of the "U" can pass through all the elements of the heating body (4) (5 ) (6) (7) (8) (9) in the pipes (27) and (28) of a radiator (10) are each pierced with straight holes or arranged, for example, in symmetry (15) (21) ), (16) (22), (17) (23), (18) (24), (19) (25), (20)

(26) which can open out opposite, for example, each chimney (38)

(39) (40) (41) (42) (43) of each heater (4) (5) (6) (7) (8) (9). 8- Electric micro-boiler device, adaptable to all radiators with fluid circulation so that they have total autonomy according to the preceding claims 4, 5 and 6 characterized in that the two extensions of piping (11) (12) of the "U" 'crossing the elements of

heating body (4) (5) (6) (7) (8) (9) in the pipes (27) and (28) of a radiator (10) can each be drilled with symmetrical holes (15) ( 21), (16) (22), (17) (23), (18) (24), (19) (25), (20) (26) including the drilling diameters (15) (21), ( 16) (22), (17) (23), (18) (24), (19) (25), (20) (26) increase symmetrically as they approach the plugged ends

(13) (14) to ensure identical flow through each hole to compensate for the well known and normal pressure drop.

9- Device of electric micro-boiler, adaptable to all radiators with fluid circulation so that they have total autonomy according to the preceding claims characterized in that it can also operate in a vertical position while ensuring substantially the same advantages fluid circulation techniques (3) and heat diffusion efficiency 35 as for a towel dryer, for example

example.