DESCRIPTION DESCRIPTION
La présente invention concerne le domaine des équipements de chauffage, en particulier les appareils de chauffage électriques et a pour objet un radiateur électrique à accumulation. On connaît déjà de nombreux dispositifs et appareils de chauffage à alimentation électrique. Ainsi, un premier type d'appareils se présente sous la forme de résistances à diffusion directe, tel que par exemple les panneaux radiants. Ces appareils ne présentent sensiblement aucune inertie thermique et permettent, par conséquent, un chauffage instantané en cas de mise en route. Toutefois, leur action chauffante cesse pratiquement à la coupure de l'alimentation puisqu'ils ne permettent aucune accumulation ou stockage calorique. Un second type d'appareils connu se présente sous la forme de radiateurs à accumulation intégrant des briques ou des panneaux en un matériau à propriétés d'accumulation calorifique, tel que les matériaux réfractaires ou céramiques. Les éléments chauffants sont généralement noyés dans la masse des briques ou panneaux ou alors disposés entre des rangées adjacentes de briques ou de panneaux. Néanmoins, ce second type d'appareils présente également un certain nombre d'inconvénients, à savoir une action chauffante différée dans le temps par rapport à leur alimentation, un poids très élevé et une température de surface non uniforme, avec des zones plus chaudes et des zones plus froides, en fonction de la localisation des briques ou panneaux dans l'appareil de chauffage. The present invention relates to the field of heating equipment, in particular electric heaters and relates to an electric storage heater. Many devices and heaters with an electrical supply are already known. Thus, a first type of apparatus is in the form of direct diffusion resistors, such as for example radiant panels. These devices have substantially no thermal inertia and allow, therefore, instant heating in case of startup. However, their heating action virtually stops the power cut because they do not allow any accumulation or storage caloric. A second known type of apparatus is in the form of storage heaters incorporating bricks or panels made of a material with heat storage properties, such as refractory or ceramic materials. The heating elements are generally embedded in the mass of the bricks or panels or disposed between adjacent rows of bricks or panels. However, this second type of apparatus also has a number of disadvantages, namely a heating action delayed in time with respect to their diet, a very high weight and a non-uniform surface temperature, with warmer zones and colder areas, depending on the location of the bricks or panels in the heater.
Enfin, un troisième type d'appareils connu consiste en des radiateurs électriques à fluide caloporteur, dans lesquels un fluide circule dans des éléments creux profilés sur lesquels sont rapportées des résistances chauffantes au niveau de leurs faces extérieures. Le fluide peut, le cas échéant, circuler dans un circuit extérieur faisant partie d'un dispositif de chauffage central, les résistances chauffantes n'apportant alors qu'un complément calorique localement au niveau du radiateur concerné (voir par exemple FR 2 824 386). Ce troisième type d'appareils permet d'aboutir à une action chauffante relativement rapidement après sa mise sous tension et présente -2- également une certaine inertie thermique permettant le maintien d'une action chauffante après coupure de l'alimentation du fait des calories accumulées. Toutefois, le pouvoir d'accumulation de ce troisième type d'appareils est limité, et par conséquent insuffisant pour une diffusion sur une période allongée en l'absence d'alimentation, et la présence de fluide caloporteur nécessite une étanchéité parfaite, sans pouvoir éliminer totalement les risques de fuite. La présente invention a pour but de proposer une solution permettant de surmonter les limitations des différents types d'appareils de chauffage précités et de fournir un appareil de chauffage électrique présentant, d'une part, une action chauffante significative dès sa mise sous tension et, d'autre part, une capacité d'accumulation et de stockage calorique supérieure aux radiateurs électriques à fluide caloporteur, voire sensiblement équivalente au second type d'appareils mentionné ci-dessus. En outre, ladite solution devrait permettre l'utilisation d'éléments de radiateurs électrique à fluide caloporteur, sans toutefois nécessiter une étanchéité aux fluides. A cet effet, la présente invention a pour objet un radiateur électrique à accumulation comprenant, d'une part, au moins un corps creux profilé métallique définissant au moins une chambre interne allongée et, d'autre part, au moins un élément chauffant électrique en contact intime avec une portion de paroi du, d'un ou des corps creux, sur une surface extérieure par rapport à la ou aux chambre(s), radiateur caractérisé en ce que la chambre ou au moins l'une des chambres du ou de chaque corps creux profilé renferme, en étant préférentiellement entièrement remplie, un matériau pulvérulent ou particulaire, à capacité calorifique élevée, choisi dans le groupe formé par le sable siliceux, la poudre de gypse, la poudre de talc, la poudre d'une roche ultramafique et les mélanges de ces matériaux. Finally, a third known type of apparatus consists of electric coolant heat radiators, in which a fluid flows in profiled hollow elements on which are reported heating resistors at their outer faces. The fluid may, if appropriate, circulate in an external circuit forming part of a central heating device, the heating resistors then bringing only a supplementary heat locally at the level of the radiator concerned (see for example FR 2 824 386) . This third type of apparatus makes it possible to achieve a heating action relatively quickly after being energized and also has a certain thermal inertia allowing the maintenance of a heating action after cutting off the diet because of the accumulated calories. . However, the accumulation capacity of this third type of apparatus is limited, and therefore insufficient for diffusion over an extended period in the absence of power, and the presence of heat transfer fluid requires a perfect seal, without being able to eliminate totally the risks of leakage. The object of the present invention is to propose a solution that makes it possible to overcome the limitations of the various types of heating apparatus mentioned above and to provide an electric heating device having, on the one hand, a significant heating action as soon as it is switched on and, on the other hand, a storage capacity and caloric storage greater than electric heat transfer fluid heaters, or substantially equivalent to the second type of apparatus mentioned above. In addition, said solution should allow the use of electric radiator elements with heat transfer fluid, without however requiring fluid tightness. For this purpose, the subject of the present invention is an electric storage heater comprising, on the one hand, at least one metallic hollow hollow body defining at least one elongated internal chamber and, on the other hand, at least one electric heating element in intimate contact with a wall portion of one or more hollow bodies on an outer surface with respect to the chamber or chambers, radiator characterized in that the chamber or at least one of the chambers of the each profiled hollow body contains, preferably being entirely filled, a pulverulent or particulate material with a high heat capacity, chosen from the group formed by siliceous sand, gypsum powder, talc powder and ultramafic rock powder. and mixtures of these materials.
L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : La figure 1 est une représentation schématique en coupe transversale d'un radiateur électrique à accumulation comprenant quatre corps creux profilés, pourvu chacun d'un élément chauffant électrique, selon un premier mode de réalisation de l'invention ; -3- La figure 2 est une représentation schématique en coupe transversale d'un radiateur électrique à accumulation comprenant deux corps creux profilés, pourvu chacun d'un élément chauffant électrique, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; La figure 3 est une représentation schématique en coupe transversale d'un corps creux profilé faisant partie d'un radiateur électrique à accumulation, selon un troisième mode de réalisation de l'invention (l'élément chauffant n'étant pas représenté) ; Les figures 4, 5 et 6 sont des représentations schématiques en coupe transversale d'un corps creux profilé faisant partie d'un radiateur électrique à accumulation, selon trois variantes d'un quatrième mode de réalisation de l'invention, et, La figure 7 est une représentation schématique en coupe transversale d'un corps creux profilé faisant partie d'un radiateur électrique à accumulation, selon un cinquième mode de réalisation de l'invention. Les figures 1 et 2, et partiellement les figures 3 à 7, montrent un radiateur électrique 1 à accumulation comprenant, d'une part, au moins un corps creux profilé métallique 2 définissant au moins une chambre interne allongée 3, 3' et, d'autre part, au moins un élément chauffant électrique 4 en contact intime avec une portion de paroi du, d'un ou des corps creux 2, sur une surface extérieure par rapport à la ou aux chambre(s) 3, 3'. Conformément à l'invention, la chambre 3 ou au moins l'une des chambres 3, 3' du ou de chaque corps creux profilé 2 renferme, en étant préférentiellement entièrement remplie, un matériau 5 pulvérulent ou particulaire, à capacité calorifique élevée, choisi dans le groupe formé par le sable siliceux (par exemple sable naturel, sable silico-argileux, sable à prise chimique), la poudre de gypse, la poudre de talc, la poudre d'une roche ultramafique et les mélanges de ces matériaux. The invention will be better understood, thanks to the following description, which relates to preferred embodiments, given by way of non-limiting examples, and explained with reference to the appended diagrammatic drawings, in which: FIG. a schematic representation in cross section of an electric storage heater comprising four shaped hollow bodies, each provided with an electric heating element, according to a first embodiment of the invention; FIG. 2 is a schematic cross-sectional representation of an electric storage heater comprising two shaped hollow bodies, each provided with an electric heating element, according to a second embodiment of the invention; Figure 3 is a schematic cross-sectional representation of a shaped hollow body forming part of an electric storage heater, according to a third embodiment of the invention (the heating element not being shown); FIGS. 4, 5 and 6 are diagrammatic cross-sectional representations of a profiled hollow body forming part of an electric storage heater, according to three variants of a fourth embodiment of the invention, and FIG. is a schematic representation in cross section of a shaped hollow body forming part of an electric storage heater, according to a fifth embodiment of the invention. FIGS. 1 and 2, and partially FIGS. 3 to 7, show an electric storage heater 1 comprising, on the one hand, at least one metal shaped hollow body 2 defining at least one elongated internal chamber 3, 3 'and, d on the other hand, at least one electric heating element 4 in intimate contact with a wall portion of one or more hollow bodies 2, on an outer surface with respect to the chamber (s) 3, 3 '. According to the invention, the chamber 3 or at least one of the chambers 3, 3 'of the or each profiled hollow body 2 contains, preferably being entirely filled, a pulverulent or particulate material, with a high heat capacity, selected in the group consisting of siliceous sand (eg natural sand, silico-clay sand, chemically setting sand), gypsum powder, talcum powder, ultramafic rock powder and mixtures of these materials.
Le matériau métallique formant les parois de chaque corps creux profilé 2 peut être de différents types pour autant qu'il présente une conduction thermique élevée permettant de réaliser une répartition du flux calorique généré par l'élément chauffant ou chaque élément chauffant 4 entre une première partie dissipée par rayonnement au niveau des faces externes du ou de chaque corps creux profilé 2 et une seconde partie transmise au matériau de remplissage 5 et absorbée par ce dernier pour être stockée, en vue d'une diffusion ultérieure après coupure de l'alimentation. -4- En accord avec un mode de réalisation préféré de l'invention, le corps creux profilé 2 est réalisé en aluminium ou en un alliage d'aluminium et le matériau 5 pulvérulent ou particulaire de remplissage est à base de poudre de stéatite ou pierre ollaire, le cas échéant formé uniquement de poudre de stéatite. Le choix particulier de ces deux matériaux permet, d'une part, de disposer d'un matériau métallique aisément extrudable, présentant une très bonne conduction thermique, relativement léger et peu coûteux et, d'autre part, de disposer d'un matériau de remplissage présentant des coefficients d'absorption et de restitution thermiques très élevés (en quantité, en durée et en vitesse), ne nécessitant pas une étanchéité fluidique et aisément manipulable. Généralement, mais non limitativement, le radiateur 1 est constitué par un arrangement de plusieurs corps creux profilés 2, éventuellement assemblés par paires, dont les deux extrémités sont fermées par des capots ou des couvercles et l'élément ou chaque élément chauffant 4 réalise un chauffage surfacique au niveau des faces extérieures de certaines portions de paroi 2' des corps creux profilés 2, préférentiellement au niveau des faces arrières 2" desdits corps creux profilés 2, opposées aux faces des corps 2 tournées vers le local à chauffer. Selon une réalisation pratique avantageuse de l'invention, ressortant notamment des figures 4 à 6 des dessins annexés, l'élément chauffant 4 ou chaque élément chauffant 4 consiste en des bandelettes à résistances chauffantes intégrées 4', préférentiellement en matériau silicone et vulcanisées sur les portions de paroi 2' concernées des corps creux profilés 2 et les faces arrières 2" des corps creux profilés 2 sont pourvues d'ailettes 6 orientées verticalement et entre lesquelles s'étendent lesdites bandelettes chauffantes 4 en étant en application intime contre les parois desdites faces 2". The metallic material forming the walls of each shaped hollow body 2 can be of different types provided that it has a high thermal conduction to achieve a distribution of the heat flux generated by the heating element or each heating element 4 between a first part radiation dissipated at the outer faces of the or each shaped hollow body 2 and a second portion transmitted to the filling material 5 and absorbed by the latter to be stored, for subsequent distribution after power failure. In accordance with a preferred embodiment of the invention, the shaped hollow body 2 is made of aluminum or an aluminum alloy and the powdery or particulate filling material is based on steatite powder or stone. soap, if necessary formed only of steatite powder. The particular choice of these two materials allows, firstly, to have a metal material easily extrudable, having a very good thermal conduction, relatively light and inexpensive and, secondly, to have a material of filling having very high absorption and thermal recovery coefficients (in quantity, duration and speed), not requiring fluid sealing and easy to handle. Generally, but not exclusively, the radiator 1 is constituted by an arrangement of several shaped hollow bodies 2, possibly assembled in pairs, the two ends of which are closed by covers or covers and the element or each heating element 4 carries out a heating surface area at the outer faces of certain wall portions 2 'of the profiled hollow bodies 2, preferably at the rear faces 2 "of said profiled hollow bodies 2, opposite to the faces of the bodies 2 facing the room to be heated. Advantageous embodiment of the invention, particularly apparent from Figures 4 to 6 of the accompanying drawings, the heating element 4 or each heating element 4 consists of strips with integrated heating resistors 4 ', preferably of silicone material and vulcanized on the wall portions 2 'concerned profiled hollow bodies 2 and the rear faces 2' of the profile hollow bodies s 2 are provided with fins 6 vertically oriented, between which extend said heating strips 4 being in intimate applied against the walls of said faces 2 ".
Comme le montrent les figures 1 et 3 des dessins annexés, chaque corps creux profilé peut éventuellement comporter une unique chambre 3. Toutefois, de manière préférée, et comme le montrent les figures 2 et 4 à 7, chaque corps creux profilé 2 comporte plusieurs chambres 3 et 3' situées à des distances différentes des faces avant et arrière dudit corps creux profilé 2, et éventuellement de formes et/ou de tailles différentes, à savoir au moins une chambre 3 périphérique délimitée -5- partiellement par les portions de paroi 2' du corps creux profilé 2 définissant les faces extérieures de ce dernier, notamment avant et arrière, et au moins une chambre 3' interne séparée desdites faces extérieures, et notamment de la ou des portions de paroi 2' en contact avec l'élément ou un élément chauffant 4, par au moins une autre chambre 3. Il est ainsi possible de créer plusieurs strates, niveaux ou réservoirs d'accumulation des calories, la segmentation de la section du corps creux profilé 2 en plusieurs chambres 3, 3' permettant une diffusion plus rapide de la chaleur vers les strates ou réservoirs internes par l'intermédiaire des ponts thermiques formés par des parois métalliques desdites chambres. L'élément chauffant 4 peut être commun à l'ensemble des corps creux profilés 2 du radiateur 1. De manière alternative, chaque corps creux profilé 2 peut comporter son ou ses propres éléments chauffants 4. As shown in Figures 1 and 3 of the accompanying drawings, each shaped hollow body may optionally comprise a single chamber 3. However, preferably, and as shown in Figures 2 and 4 to 7, each shaped hollow body 2 has several chambers. 3 and 3 'located at different distances from the front and rear faces of said shaped hollow body 2, and possibly of different shapes and / or sizes, namely at least one peripheral chamber 3 delimited partially by the wall portions 2 of the shaped hollow body 2 defining the outer faces of the latter, in particular front and rear, and at least one internal chamber 3 'separated from said outer faces, and in particular of the wall portion or portions 2' in contact with the element or a heating element 4, by at least one other chamber 3. It is thus possible to create several layers, levels or reservoirs of accumulation of calories, the segmentation of the the profiled hollow body 2 in several chambers 3, 3 'for a faster diffusion of heat to the strata or internal tanks via the thermal bridges formed by metal walls of said chambers. The heating element 4 may be common to all of the profiled hollow bodies 2 of the radiator 1. Alternatively, each shaped hollow body 2 may comprise its own heating element or elements 4.
Ces éléments chauffants peuvent soit être disposés sur une face du corps creux profilé 2 dirigé vers l'extérieur (voir figures 1 et 4 à 6), soit être pris en sandwich entre deux parties d'un corps creux profilé délimitant chacune au moins une chambre 3, 3' (voir figures 2 et 7). Dans ce dernier cas, l'élément chauffant 4 présentera avantageusement une structure aplatie, le cas échéant pelliculaire ou en forme de feuille. Conformément à une première alternative et comme le montrent les figures 2 et 4 des dessins annexés, toutes les chambres 3, 3' peut être remplies, sensiblement en totalité, par le matériau 5 pulvérulent ou particulaire de remplissage. These heating elements can either be arranged on one face of the profiled hollow body 2 directed outwards (see FIGS. 1 and 4 to 6), or sandwiched between two parts of a profiled hollow body each delimiting at least one chamber 3, 3 '(see Figures 2 and 7). In the latter case, the heating element 4 will advantageously have a flattened structure, where appropriate film-like or sheet-shaped. According to a first alternative and as shown in FIGS. 2 and 4 of the accompanying drawings, all the chambers 3, 3 'can be filled, substantially entirely, with the powdery or particulate filler material.
Conformément à une seconde alternative et comme le montrent les figures 4 à 7 des dessins annexés, il peut être prévu que seule(s) une ou certaines des chambres 3, 3' soient remplies, sensiblement en totalité, par le matériau 5 pulvérulent ou particulaire de remplissage. En relation avec cette seconde alternative, il est possible, pour une forme de corps creux profilé 2 donnée, d'adapter les propriétés et performances du radiateur 1 comprenant de tels corps en modifiant le nombre, l'arrangement et la situation des chambres 3, 3' remplies avec le matériau 5. Ainsi, non seulement la quantité totale de calories accumulables peut être adaptée (en modifiant le nombre de chambres 3, 3' remplies), mais également le mode d'accumulation (rapide lorsque les chambres remplies sont à proximité immédiate de l'élément chauffant -6- comme sur la figure 5 - plus lent lorsque les chambres remplies sont situées à distance de l'élément chauffant comme les chambres frontales sur la figure 6). Ces dispositions influencent également, de manière complémentaire, le chauffage immédiat par rayonnement lors de la mise sous tension du radiateur. La ou les chambre(s) 3 remplie(s) du matériau 5 peuvent être situées sur la face frontale, sur la face arrière, sur les côtés latéraux et/ou de manière centrale au niveau du corps creux profilé 2. Ainsi, le corps 2 représenté sur la figure 7 peut être monté avec 10 ses chambres 3 pleines situées sur la face avant ou sur la face arrière du radiateur 1. Selon une autre caractéristique de l'invention permettant de moduler de manière plus souple encore les propriétés du radiateur 1, il peut aussi être prévu qu'au moins deux chambres distinctes 3, 3' renferment 15 chacune un matériau 5 pulvérulent ou particulaire de remplissage spécifique, dont la nature et/ou la composition est différente du matériau 5 présent dans l'autre ou l'une des autres chambres 3, 3'. En vue d'augmenter l'échange thermique entre les parois du corps creux profilé 2 et le matériau de remplissage 5, les portions de paroi 20 2' du ou d'au moins un corps creux profilé 2 délimitant au moins une chambre 3, 3' peuvent présenter sur une zone au moins de leurs faces internes des formations saillantes ou protubérantes 7 telles que des nervures, des ailettes ou analogues (voir figures 4 et 7). En accord avec une mise en oeuvre pratique et peu coûteuse de 25 l'invention, les corps creux profilés 2 au moins, et éventuellement leur capot ou couvercle, ainsi que l'élément ou les éléments chauffant(s) électrique(s) 4, correspondent aux corps creux profilés 2 et aux éléments chauffants électrique 4 d'un radiateur électrique à fluide caloporteur. Ainsi, il est possible d'utiliser des constructions déjà existantes 30 d'éléments creux profilés 2, voire d'ensembles [éléments creux profilés 2 + éléments chauffants 4], voire de recycler des radiateurs électriques à fluide caloporteur en remplaçant ledit fluide par le matériau 5. Enfin, il convient de noter que le radiateur électrique à accumulation contrôlée et maîtrisée selon l'invention peut être aisément 35 fabriqué par simple remplissage des éléments creux profilés 2, par exemple d'un radiateur électrique à fluide caloporteur, avec le matériau 5. -7- Le remplissage pourra éventuellement être optimisé en soumettant chaque élément creux profilé à des vibrations ou à des chocs légers répétés. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. According to a second alternative and as shown in FIGS. 4 to 7 of the accompanying drawings, it may be provided that only one or some of the chambers 3, 3 'are filled, substantially entirely, by the powdered or particulate material. filling. In relation to this second alternative, it is possible, for a given shaped hollow body shape 2, to adapt the properties and performances of the radiator 1 comprising such bodies by modifying the number, the arrangement and the situation of the chambers 3, 3 'filled with the material 5. Thus, not only the total amount of accumulable calories can be adapted (by changing the number of chambers 3, 3' filled), but also the accumulation mode (fast when the filled chambers are at close proximity to the heating element -6- as in Figure 5 - slower when the filled chambers are located away from the heating element as the front chambers in Figure 6). These provisions also influence, in a complementary manner, the immediate heating by radiation when powering the radiator. The chamber (s) 3 filled with material 5 may be located on the front face, on the back face, on the lateral sides and / or centrally at the shaped hollow body 2. Thus, the body 2 shown in FIG. 7 can be mounted with its full chambers 3 situated on the front face or on the rear face of the radiator 1. According to another characteristic of the invention making it possible to modulate the properties of the radiator even more flexibly 1 it may also be provided that at least two separate chambers 3, 3 'each contain a specific filler or particulate filler material, the nature and / or composition of which is different from the material present in the other or one of the other rooms 3, 3 '. With a view to increasing the heat exchange between the walls of the profiled hollow body 2 and the filling material 5, the wall portions 2 'of the or at least one profiled hollow body 2 delimiting at least one chamber 3, 3 may have protruding or protruding formations 7 such as ribs, fins or the like (see FIGS. 4 and 7) on at least one area of their inner faces. In accordance with a practical and inexpensive implementation of the invention, the shaped hollow bodies 2 at least, and possibly their hood or cover, as well as the element or the electric heating elements (s) 4, correspond to the shaped hollow body 2 and to the electric heating elements 4 of an electric radiator with heat transfer fluid. Thus, it is possible to use already existing structures 30 of profiled hollow elements 2, or even of assemblies [profiled hollow elements 2 + heating elements 4], or even of recycling electric coolant heat radiators by replacing said fluid with the material 5. Finally, it should be noted that the controlled and controlled accumulation electric heater according to the invention can easily be manufactured by simple filling of the profiled hollow elements 2, for example of an electric radiator with heat transfer fluid, with the material The filling may possibly be optimized by subjecting each shaped hollow element to vibrations or repeated light shocks. Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown in the accompanying drawings. Modifications are possible, particularly from the point of view of the constitution of the various elements or by substitution of technical equivalents, without departing from the scope of protection of the invention.