FR2842587A1 - Central heating radiator comprises assembled vertical tube modules containing heat transfer fluid and horizontal electric heating element - Google Patents
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Abstract
Description
RADIATEUR DE CHAUFFAGE CENTRAL A RESISTANCE ELECTRIQUEELECTRIC RESISTANCE CENTRAL HEATING RADIATOR
INCORPOREE ET FLUIDE CALOPORTEURINCORPORATED AND HEAT FLUID
La présente invention se rapporte aux radiateurs pour chauffage central The present invention relates to radiators for central heating
du type à résistance électrique incorporée et fluide caloporteur. of the type with incorporated electrical resistance and heat transfer fluid.
Ce type de radiateurs est bien connu et largement diffusé. Il est constitué d'éléments modulaires accolés formés d'un bloc métallique venu de fonderie, généralement de la fonte d'aluminium, comprenant un corps central vertical définissant un conduit muni d'un système d'ailettes d'échange thermique avec l'air environnant et débouchant, en partie inférieure, dans un premier conduit horizontal et, en partie supérieure, dans un second conduit horizontal. Les modules sont assemblés à hauteur des conduits supérieurs et inférieurs à l'aide de raccords étanches appropriés. A l'intérieur de l'enfilade des conduits inférieurs est disposée une résistance électrique blindée, cependant qu'un fluide caloporteur conventionnel remplit l'espace intérieur défini par les divers conduits mis en communication en sorte de constituer un 1 5 radiateur dont le nombre d'éléments modulaires peut ainsi varier et être adapté This type of radiators is well known and widely distributed. It consists of adjoining modular elements formed by a metal block from the foundry, generally cast aluminum, comprising a vertical central body defining a duct provided with a system of heat exchange fins with air surrounding and opening, in the lower part, in a first horizontal duct and, in the upper part, in a second horizontal duct. The modules are assembled at the height of the upper and lower conduits using appropriate tight fittings. Inside the row of lower conduits is an armored electrical resistance, while a conventional heat transfer fluid fills the interior space defined by the various conduits placed in communication so as to constitute a radiator whose number d modular elements can thus vary and be adapted
à la puissance de chauffage désirée. at the desired heating power.
De tels radiateurs présentent néanmoins un certain nombre d'inconvénients limitant ou réduisant leurs performances ou engendrant des désagréments. C'est ainsi que la vitesse de circulation du fluide caloporteur à l'intérieur des divers éléments du radiateur est lente du fait notamment de la présence de la résistance électrique blindée dans la partie basse du conduit de circulation du fluide caloporteur qui constitue un étranglement majeur nuisant Such radiators nevertheless have a number of drawbacks limiting or reducing their performance or causing inconvenience. Thus, the circulation speed of the heat transfer fluid inside the various elements of the radiator is slow due in particular to the presence of the shielded electrical resistance in the lower part of the heat transfer fluid circulation duct which constitutes a major constriction. harming
au passage du fluide.when the fluid passes.
Par ailleurs, le confinement très étroit du corps de chauffe formé par la résistance nuit au bon rendement thermique et a une incidence importante sur la longévité à la fois de la résistance et du fluide caloporteur. Ce confinement a également une conséquence au niveau des circuits électroniques de Furthermore, the very narrow confinement of the heating body formed by the resistance harms good thermal efficiency and has a significant impact on the longevity of both the resistance and the heat transfer fluid. This confinement also has a consequence on the electronic circuits of
commande de la résistance, du fait de l'apparition de surchauffe. resistance control, due to the appearance of overheating.
La présente invention vise à remédier à ces divers inconvénients notamment en modifiant substantiellement la géométrie du circuit de The present invention aims to remedy these various drawbacks, in particular by substantially modifying the geometry of the circuit.
circulation du fluide caloporteur.circulation of the heat transfer fluid.
A cet effet, l'invention a pour objet un radiateur de chauffage central à résistance électrique incorporée et fluide caloporteur, du type constitué de modules accolés comprenant chacun un corps central vertical définissant un conduit communiquant en parties supérieure et inférieure avec un conduit horizontal, une résistance électrique blindée étant disposée dans le conduit horizontal inférieur et un fluide caloporteur remplissant lesdits conduits, caractérisé en ce que le conduit vertical présente une paroi interne tronconique et un orifice d'entrée inférieur de diamètre notablement supérieur à celui de l'orifice de sortie supérieur et en ce que le diamètre interne du conduit horizontal inférieur est notablement supérieur en sorte de recevoir une résistance électrique présentant, à capacité émissive calorique égale, une To this end, the subject of the invention is a central heating radiator with incorporated electrical resistance and heat transfer fluid, of the type made up of adjoining modules each comprising a vertical central body defining a duct communicating in upper and lower parts with a horizontal duct, a shielded electrical resistance being disposed in the lower horizontal conduit and a heat transfer fluid filling said conduits, characterized in that the vertical conduit has a frustoconical internal wall and a lower inlet orifice of diameter appreciably greater than that of the upper outlet orifice and in that the internal diameter of the lower horizontal duct is notably greater so as to receive an electrical resistance having, with equal calorific emissive capacity, a
puissance de charge au centimètre carré réduite. load power per square centimeter reduced.
Avantageusement le rapport entre diamètres desdits orifices inférieur et Advantageously the ratio between diameters of said lower orifices and
supérieur est supérieur ou égal à 2 et, de préférence compris entre 2,5 et 3. greater is greater than or equal to 2 and, preferably between 2.5 and 3.
Un tel radiateur présente l'avantage d'une augmentation très sensible de la vitesse de circulation du fluide caloporteur résultant de la nouvelle morphologie du circuit de circulation accélérant, conformément au principe du Such a radiator has the advantage of a very significant increase in the speed of circulation of the heat-transfer fluid resulting from the new morphology of the accelerating circulation circuit, in accordance with the principle of
thermo siphon, ladite circulation.thermo siphon, said circulation.
L'échange thermique entre la résistance électrique et le fluide environnant est meilleur et procure, conjointement avec une réduction de la charge de chauffe de la résistance, une réduction voire une élimination des phénomènes de surchauffe ainsi qu'une amélioration substantielle de la durée de vie à la fois du fluide caloporteur et du boitier électronique de régulation du radiateur. The heat exchange between the electrical resistance and the surrounding fluid is better and provides, together with a reduction in the heating load of the resistance, a reduction or even elimination of the phenomena of overheating as well as a substantial improvement in the service life. both the heat transfer fluid and the electronic control unit for the radiator.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui Other characteristics and advantages will emerge from the description which
va suivre d'un mode de réalisation du radiateur selon l'invention, description will follow of an embodiment of the radiator according to the invention, description
donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels - Figure 1 est une vue en coupe verticale axiale d'un module d'un radiateur standard conventionnel; - Figure 2 est une vue en coupe verticale axiale d'un module de radiateur selon l'invention, et - Figure 3 est une vue en coupe verticale axiale de la partie inférieure de given by way of example only and with reference to the appended drawings in which - Figure 1 is a view in axial vertical section of a module of a conventional standard radiator; - Figure 2 is an axial vertical sectional view of a radiator module according to the invention, and - Figure 3 is an axial vertical sectional view of the lower part of
deux modules de l'invention, accolés et munis d'une résistance électrique. two modules of the invention, joined and provided with an electrical resistance.
Sur la figure 1 on a représenté en coupe verticale axiale un module 1 de radiateur standard conventionnel réalisé par un moulage d'une seule pièce en In Figure 1 is shown in axial vertical section a conventional standard radiator module 1 produced by a single piece molding in
fonte d'aluminium par exemple.cast aluminum for example.
Ce module 1 définit un conduit vertical 2 communiquant en partie inférieure avec un conduit horizontal 3 muni à ses extrémités d'un taraudage 4 pour sa liaison avec des modules identiques adjacents, et, en partie supérieure, avec un conduit horizontal 5 également muni à ses extrémités d'un This module 1 defines a vertical conduit 2 communicating in the lower part with a horizontal conduit 3 provided at its ends with a thread 4 for its connection with adjacent identical modules, and, in the upper part, with a horizontal conduit 5 also provided at its ends of a
taraudage 6 pour sa liaison aux mêmes modules adjacents susdits. tapping 6 for its connection to the same adjacent modules mentioned above.
En 7 est représenté un système d'ailettes ou voiles d'échange In 7 is shown a system of fins or exchange sails
thermique avec l'air environnant, de formes conventionnelles. thermal with the surrounding air, of conventional forms.
Les conduits inférieur 3 et supérieur 5 sont cylindriques et de même The lower 3 and upper 5 conduits are cylindrical and likewise
diamètre, le diamètre interne standard étant de l'ordre de 27 mm (1 "pouce"). diameter, the standard internal diameter being of the order of 27 mm (1 "inch").
Le conduit vertical 2 est très légèrement tronconique essentiellement pour des raisons de facilité de démoulage, le diamètre de l'orifice inférieur 8 étant de l'ordre de 1 6 mm et celui de l'orifice supérieur 9 de l'ordre de 11 mm. The vertical duct 2 is very slightly frustoconical essentially for reasons of ease of demolding, the diameter of the lower orifice 8 being of the order of 1 6 mm and that of the upper orifice 9 of the order of 11 mm.
La figure 2 représente un module 1' de radiateur conforme à l'invention. FIG. 2 represents a radiator module 1 'according to the invention.
Ce module 1' est réalisé sur le même principe que celui du radiateur de la figure 1 et est caractérisé, d'une part, par la géométrie nouvelle du conduit vertical 2' et par l'agrandissement substantiel du diamètre du conduit inférieur This module 1 ′ is produced on the same principle as that of the radiator of FIG. 1 and is characterized, on the one hand, by the new geometry of the vertical duct 2 ′ and by the substantial enlargement of the diameter of the lower duct
3' par rapport à celui du conduit supérieur 5'. 3 'compared to that of the upper duct 5'.
Le conduit 2' présente une forme tronconique nettement accentuée avec un orifice inférieure d'entrée 8' de diamètre très nettement supérieur à celui de l'orifice supérieur de sortie 9'. Conformément à l'invention le rapport du diamètre de l'orifice 8' à celui de l'orifice 9' est supérieur ou égal à 2 et, de préférence, compris entre 2,5 et 3. Le conduit 3' présente pour sa part un diamètre supérieur de 20 à 30 % The duct 2 'has a clearly accentuated frustoconical shape with a lower inlet orifice 8' of diameter very much greater than that of the upper outlet orifice 9 '. According to the invention, the ratio of the diameter of the orifice 8 'to that of the orifice 9' is greater than or equal to 2 and, preferably, between 2.5 and 3. The conduit 3 'has for its part 20 to 30% larger diameter
à celui du conduit 5' et, avantageusement un diamètre supérieur de 25 %. to that of the conduit 5 'and, advantageously, a diameter greater than 25%.
Sur la figure 3 on a représenté deux parties inférieures assemblées de In Figure 3 there are shown two lower parts assembled from
deux modules 1' selon l'invention.two modules 1 'according to the invention.
La liaison entre conduits 3' est réalisée à la manière habituelle à l'aide d'un raccord interne conventionnel 1 0 versé sur les taraudages 4 des conduits, avec interposition entre les extrémités en regard des conduits 3' d'un joint torique 1i1 reçu dans un logement approprié 1 2 ménagé sur la The connection between conduits 3 'is carried out in the usual way using a conventional internal connection 1 0 poured onto the threads 4 of the conduits, with interposition between the opposite ends of the conduits 3' of an O-ring 1i1 received in a suitable housing 1 2 on the
tranche des conduits.section of conduits.
L'alignement des conduits 3' permet l'introduction, à la manière habituelle d'une résistance électrique blindée 1 3 qui traverse les raccords 1i0 et peut prendre appui sur les saillies 1 4 ménagées intérieurement au raccord The alignment of the conduits 3 'allows the introduction, in the usual way of a shielded electrical resistance 1 3 which passes through the fittings 1i0 and can bear on the projections 1 4 formed internally at the fitting
1i0 pour son vissage / dévissage.1i0 for its screwing / unscrewing.
La forme tronconique très accentuée du conduit 2' accélère le phénomène de thermo siphon, par l'augmentation du rapport entre le diamètre de l'orifice d'entrée qui est l'orifice inférieur du conduit, et le diamètre de The very accentuated frustoconical shape of the conduit 2 'accelerates the phenomenon of thermo siphon, by increasing the ratio between the diameter of the inlet orifice which is the lower orifice of the conduit, and the diameter of
l'orifice de sortie 9'.the outlet 9 '.
Il est à noter que le diamètre dudit orifice de sortie 9' est avantageusement inférieur à celui de l'orifice de sortie 9 du radiateur It should be noted that the diameter of said outlet 9 'is advantageously less than that of the outlet 9 of the radiator
conventionnel de la figure 1.Figure 1.
Ainsi, par rapport à un tel radiateur conventionnel, simultanément on rétrécit la section de passage de sortie et on agrandit la section de passage d'entrée. De plus, la circulation du fluide caloporteur qui remplit tout l'espace intérieur aux conduits 2', 3', 4', 5' est encore améliorée par l'augmentation du diamètre des conduits 3' et, ce, malgré l'introduction, conformément à l'invention, d'une résistance 13 de plus grand diamètre, notamment une résistance de 1 9 mm de diamètre, en comparaison des 1 6 mm des résistances Thus, compared to such a conventional radiator, simultaneously the outlet passage section is narrowed and the inlet passage section is enlarged. In addition, the circulation of the heat transfer fluid which fills the entire interior space of the conduits 2 ', 3', 4 ', 5' is further improved by the increase in the diameter of the conduits 3 'and, despite the introduction, in accordance with the invention, a resistor 13 of larger diameter, in particular a resistor of 19 mm in diameter, compared to the 1 6 mm of the resistors
habituellement incorporées dans les radiateurs connus (figure 1). usually incorporated in known radiators (Figure 1).
Cette augmentation de diamètre de la résistance 1 3 permet, à capacité calorique émissive égale en comparaison avec les résistances équipant habituellement les radiateurs selon la figure 1, d'abaisser la charge de chauffe au centimètre carré, préservant ainsi les circuits électroniques de régulation du This increase in diameter of the resistor 1 3 allows, with an equal emissive calorific capacity in comparison with the resistors usually fitted to the radiators according to FIG. 1, to lower the heating load to the square centimeter, thus preserving the electronic circuits for regulating the
radiateur d'éventuelles surchauffes. radiator for possible overheating.
Il subsiste entre la résistance 1 3 et les raccords 1i0 plus d'espace que dans les radiateurs conventionnels ce qui améliore ladite circulation du fluide caloporteur et évite en outre les bruits de dilatation de la résistance (contacts There remains between the resistance 1 3 and the connections 1i0 more space than in conventional radiators which improves said circulation of the heat-transfer fluid and furthermore avoids noise of expansion of the resistance (contacts
1 5 avec les raccords 1 0).1 5 with fittings 1 0).
Par ailleurs, l'utlisation d'un joint torique 11 au lieu d'un joint plat traditionnel des radiateurs connus, supprime les bruits de dilatation engendrés par la fonte d'aluminium et supprime efficacement toute possibilité de fuite par rapport aux joints plats qui ont l'inconvénient de se dessécher avec le Furthermore, the use of an O-ring 11 instead of a traditional flat seal of known radiators, eliminates the expansion noises generated by cast aluminum and effectively eliminates any possibility of leakage compared to the flat seals which have the downside of drying out with the
temps.time.
Bien entendu un tel joint torique 1i1 est prévu au niveau des Of course, such an O-ring 1i1 is provided at the level of the
raccordements entre conduits supérieurs 5'. connections between upper conduits 5 '.
Tous les perfectionnements apportés et décrits ci-dessus permettent également d'augmenter la durée de vie du fluide caloporteur, grâce aux All the improvements made and described above also make it possible to increase the life of the heat-transfer fluid, thanks to the
meilleures conditions d'échange thermique avec la résistance 1 3. better heat exchange conditions with resistance 1 3.
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