FR2991845A1

FR2991845A1 - Appareil de chauffage par convection

Info

Publication number: FR2991845A1
Application number: FR1255471A
Authority: FR
Inventors: Pierre Lhotellier; Remi Dvornick
Original assignee: Muller et Cie SA
Current assignee: Muller et Cie SA
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2013-12-13
Anticipated expiration: 2032-06-12
Also published as: FR2991845B1

Abstract

L'invention se rapporte à une appareil de chauffage par convection comportant un élément (307) chauffant disposé dans une enveloppe présentant des ouvertures de passage d'air sur une partie supérieure et sur une partie inférieure, ledit élément chauffant comprenant un moyen (308) de chauffe intégré dans un corps (309) de chauffe destiné à être disposé selon un plan (Z, X) sensiblement vertical, ledit corps de chauffe portant des ailettes (315) disposées selon ledit plan, ledit appareil de chauffage étant caractérisé en ce que du bas vers le haut, les ailettes sont configurées de sorte à s'écarter les unes des autres du bas vers le haut.

Description

APPAREIL DE CHAUFFAGE PAR CONVECTION L'invention se rapporte au domaine du chauffage domestique. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à un appareil de chauffage par convection. Un tel appareil comporte de manière classique un élément chauffant disposé dans une enveloppe présentant des ouvertures de passage d'air sur une partie supérieure et sur une partie inférieure. Un exemple d'élément chauffant connu de l'état de la technique est io représenté en perspective à la figure la. Ledit élément 107 chauffant comporte un moyen 108 de chauffe intégré dans un corps 109 de chauffe, disposé sensiblement parallèlement à une façade avant de l'enveloppe de l'appareil. Le moyen 108 de chauffe est par exemple une résistance électrique blindée, et le corps 109 de chauffe une 15 plaque en alliage ferreux. Un procédé de fabrication d'un tel élément 107 chauffant est notamment décrit dans le brevet EP 1 067 822. La plaque 109 comporte des ailettes ou cannelures 110 verticales sur ses deux faces. Lesdites ailettes 110 présentent l'avantage d'augmenter une surface d'échange thermique entre la plaque 109, chauffée par la résistance 20 108, et l'air traversant l'intérieur de l'appareil de chauffage. Ainsi, l'appareil de chauffage consomme moins d'énergie pour chauffer l'air à une même température. Cependant, l'utilisation de telles ailettes ne permet pas de fournir une répartition homogène de la température en sortie de l'appareil. Ledit appareil 25 génère donc des flux d'air sortant à différentes températures, ce qui présente plusieurs inconvénients comme par exemple une sensation de moindre confort pour un utilisateur se trouvant à proximité de l'appareil. De tels flux incitent également l'utilisateur à demander une température de consigne plus élevée que si la répartition de la température en sortie de l'appareil était 30 homogène, pour un même niveau de confort, engendrant ainsi une consommation d'énergie plus importante. Enfin, de tels flux génèrent des points chauds sur l'enveloppe de l'appareil, qui peuvent atteindre une température limite normalisée, lorsque l'appareil fonctionne à une température de consigne moins élevée que si la répartition de la température était homogène en sortie dudit appareil.

Il existe donc un besoin d'améliorer l'homogénéité de la température en sortie de l'appareil. Une solution connue consiste à disposer des déflecteurs entre l'élément chauffant et la sortie d'air. Cette solution implique cependant un procédé plus complexe et plus coûteux de fabrication de l'appareil. io Un aspect de la présente invention permet de résoudre ce problème technique. Plus précisément, un objet de la présente invention est un appareil de chauffage par convection comportant un élément chauffant disposé dans une enveloppe présentant des ouvertures de passage d'air sur une partie is supérieure et sur une partie inférieure. Ledit élément chauffant comprend un moyen de chauffe intégré dans un corps de chauffe destiné à être disposé selon un plan sensiblement vertical. Ledit corps de chauffe porte des ailettes disposées selon ledit plan et configurées de sorte à s'écarter les unes des autres du bas vers le haut. 20 Une telle configuration des ailettes présente l'avantage de fournir une répartition homogène de la température en sortie de l'appareil. Préférentiellement, les ailettes sont disposées selon la forme d'un éventail. Selon un mode de réalisation de l'invention, les ailettes sont sensiblement 25 droites. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les ailettes sont courbes. Une configuration courbe des ailettes a pour avantage d'augmenter une longueur desdites ailettes, et donc d'augmenter la surface d'échange thermique entre le corps de chauffe et l'air traversant l'appareil. Ainsi, 30 l'appareil de chauffage consomme moins d'énergie pour chauffer l'air à une même température.

Un rayon de courbure d'une ailette peut être constant ou encore décroissant du bas vers le haut. Préférentiellement, le rayon de courbure d'ailettes proches des bords du corps de chauffe est inférieur au rayon de courbure d'ailettes proches d'un centre dudit corps, selon un axe longitudinal.

Le corps de chauffe comporte par exemple de la fonte. Le moyen de chauffe est par exemple une résistance électrique blindée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci sont données à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent : - Figure la: vue en perspective d'un élément de chauffe d'un appareil de chauffage connu de l'état de la technique ; - Figure 1 b: graphique représentant la température au niveau d'une sortie d'air d'un appareil de chauffage muni d'un élément de chauffe selon le mode de réalisation présenté à la figure la, en fonction d'une position longitudinale du point de mesure sur ladite sortie d'air ; - Figure 2: vue schématique de profil d'un appareil de chauffage par convection selon un mode de réalisation de l'invention ; - Figure 3: vue de face d'un élément de chauffe de l'appareil de chauffage, selon un mode de réalisation de l'invention ; - Figure 4: graphique représentant la température au niveau d'une sortie d'air de l'appareil de chauffage comprenant un élément de chauffe selon le mode de réalisation de l'invention de la figure 3, en fonction d'une position longitudinale du point de mesure sur ladite sortie d'air ; - Figure 5: graphique représentant la température au niveau d'une sortie d'air d'un appareil de chauffage comprenant deux éléments de chauffe selon le mode de réalisation de la figure 3, disposés côte à côte. La figure 2 montre une vue schématique de profil d'un appareil 200 de 30 chauffage par convection. Un tel appareil 200 de chauffage permet de chauffer un local, par exemple une pièce d'un bâtiment d'habitation.

L'appareil 200 de chauffage comporte une enveloppe 201. Une face 202 arrière de ladite enveloppe 201 est apte à être fixée à une paroi de la pièce. Préférentiellement, la paroi est verticale comme par exemple un mur. L'enveloppe 201 présente sur une partie supérieure des ouvertures 204, et sur une partie inférieure des ouvertures 206, de sorte à laisser passer l'air à travers lesdites ouvertures (204, 206). L'appareil 200 de chauffage comporte en outre au moins un élément 207 de chauffe, disposé à l'intérieur de l'enveloppe 201. On considère un repère cartésien (X, Y, Z), Z représentant l'axe vertical. Dans la suite de la io description, on considère que l'élément 207 de chauffe est sensiblement disposé selon un plan (Z, X). L'élément 207 permet de chauffer l'air par convection. Ainsi, l'air circule à travers l'enveloppe 201 du bas vers le haut, les ouvertures 204 formant une sortie d'air et les ouvertures 206 formant une entrée d'air. 15 L'élément 207 de chauffe est apte à être fixé à l'enveloppe 201. Préférentiellement, l'élément 207 de chauffe est fixé à l'enveloppe 201 en ménageant une distance avec les parois de ladite enveloppe 201, de sorte que l'air puisse circuler entre la face 202 arrière de l'enveloppe 201 et ledit élément 207, et entre une face avant de l'enveloppe 201 et ledit élément 207. 20 Ainsi, la surface d'échange thermique entre l'élément 207 et l'air est augmentée. Selon l'art antérieur à l'invention, l'appareil 200 est par exemple équipé de l'élément 107 de chauffe représenté à la figure 1 a, dont les caractéristiques ont précédemment été décrites. 25 La figure lb montre un enregistrement de la température à la sortie 204 d'air en fonction de la position du point de mesure selon l'axe X, lorsque l'appareil 200 est équipé d'un l'élément 107 de chauffe. L'origine correspond sensiblement à un milieu 113 de l'élément 107 de chauffe selon l'axe X. L'enregistrement révèle que la température de l'air sortant de l'appareil 30 200 de chauffage équipé d'un élément 107 de chauffe n'est pas homogène le long de la sortie 204 d'air. En effet, les flux d'air sortant provenant des extrémités (111, 112) et du milieu 113 du corps 109 de chauffe sont à des températures plus froides, laissant apparaître deux pics de température. Les pics de température sont indiqués par des flèches sur la figure lb. Pour les raisons précédemment évoquées, une telle répartition de la température présente comme inconvénients d'engendrer un moindre confort pour un utilisateur se trouvant à proximité de l'appareil 200, mais aussi de limiter la température de consigne maximale que l'appareil 200 peut atteindre, et enfin d'entraîner une plus grande consommation d'énergie. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'appareil 200 de chauffage io est équipé d'un élément 307 de chauffe, dont la figure 3 montre une vue de face selon un plan (Z, X). L'élément 307 de chauffe comporte un moyen 308 de chauffe intégré dans un corps 309 de chauffe, de sorte que ledit moyen 308 chauffe par conduction ledit corps 309. Le corps 309 de chauffe a sensiblement la forme is d'une plaque disposée selon un plan (Z, X), sensiblement parallèle à la face 202 arrière de l'enveloppe 201. Le moyen 308 de chauffe est disposé selon un trajet sinueux dans l'épaisseur de la plaque 309. La plaque 309 présente un renflement tubulaire 310, correspondant au tracé du moyen 308 de chauffe dans ladite plaque 20 309. La plaque 309 comporte par exemple un alliage ferreux, comme la fonte grise. Le moyen 308 de chauffe est par exemple une résistance électrique blindée conventionnelle comprenant un conducteur électrique noyé dans de la magnésie comprimée enfermée dans une gaine ou une enveloppe 25 métallique. L'élément 307 de chauffe est par exemple fabriqué selon le procédé décrit dans le document EP1067822 au nom de la Demanderesse. La résistance 308 est cintrée, de sorte à former sensiblement le contour d'un H. La résistance 308 comporte deux extrémités (311, 312) disposées en regard l'une de l'autre. Lesdites extrémités (311, 312) émergent de la plaque 30 309 par une encoche 313 ménagée dans un bord 314 longitudinal de ladite plaque 309. Les extrémités (311, 312) permettent à la résistance 308 d'être raccordée à un circuit d'alimentation électrique (non représenté) de l'appareil 200. La plaque 309 porte des ailettes 315, disposées selon le plan (Z, X) dudit corps 309. Préférentiellement, la plaque 309 porte les ailettes 315 sur ses deux faces. Lesdites ailettes 315 permettent d'augmenter une surface d'échange thermique entre la plaque 309, chauffée par la résistance 308, et l'air traversant l'intérieur de l'enveloppe 201. Les ailettes 315 sont configurées de sorte à s'écarter les unes des autres, du bas vers le haut, selon l'axe Z. io Selon le mode de réalisation de l'invention présenté dans la figure 3, les ailettes 315 sont courbes. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les ailettes 315 sont sensiblement droites. Préférentiellement, la plaque 309 et les ailettes 315 sont sensiblement symétriques par rapport à un plan P parallèle aux axes Y et Z. Plus is préférentiellement, les ailettes 315 sont disposées selon la forme d'un éventail. Selon le mode de réalisation de l'invention présenté dans la figure 3, une ailette 315 a un rayon de courbure constant. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, une ailette 315 peut avoir un rayon de courbure 20 décroissant du bas vers le haut selon l'axe Z. Selon le mode de réalisation de l'invention présenté dans la figure 3, plus une ailette 315 est disposée à proximité d'un bord latéral (316, 317) de la plaque 309, plus le rayon de courbure de ladite ailette 315 est faible. Selon une variante de l'invention, le corps 309 de chauffe peut être muni 25 de nervures sensiblement parallèles à l'axe X et perpendiculaires au plan (X, Z). Ces nervures, hautes par exemple de quelques millimètres, ont pour objectif de créer de mini-turbulences en surface de la plaque 309. Ces turbulences favorisent l'évacuation des calories par rayonnement plutôt que par convection et contribuent à rendre plus homogène la température en 30 surface de la plaque 309. De telles nervures sont analogues à celles décrites dans le document FR2700607 au nom de la Demanderesse.

Cette variante de l'invention présente un intérêt pour conférer à l'appareil 200 de chauffage un effet chauffant par rayonnement. La figure 4 montre un enregistrement de la température à la sortie 204 d'air en fonction de la position du point de mesure selon l'axe X, lorsque l'appareil 200 est équipé d'un élément 307 de chauffe. L'origine 0 correspond à l'emplacement du plan P. L'enregistrement révèle que la température de l'air sortant de l'appareil 200 est homogène le long de la sortie 204 d'air. On voit en effet que les pics de température présents sur la figure lb n'apparaissent pas sur la figure 4. io Une telle répartition de la température le long de la sortie 204 d'air présente plusieurs avantages pour l'appareil 200 de chauffage, par rapport à la répartition de température représentée à la figure lb. D'abord, une répartition homogène de la température à la sortie de l'appareil 200 permet d'éviter les flux d'air à températures différentes en 15 sortie de l'appareil 200, procurant ainsi un meilleur confort pour l'utilisateur. Ensuite, pour un confort équivalent pour l'utilisateur, l'appareil 200 de chauffage peut fonctionner à une température de consigne plus basse, ce qui a pour avantage de diminuer la consommation d'énergie de l'appareil 200 et donc d'être plus économique pour l'utilisateur.

20 Enfin, avec la présence de points chauds à la sortie de l'appareil, comme c'est le cas avec la configuration des ailettes de l'art antérieur, la température limite de l'enveloppe est atteinte à une température de consigne plus faible, limitant ainsi la plage d'utilisation de l'appareil. Ainsi, avec une répartition de la température homogène le long de la sortie d'air, la plage d'utilisation de 25 l'appareil est élargie, et des températures de consigne plus élevées peuvent être atteintes, sans que la température de l'enveloppe ne dépasse la température limite. L'appareil 200 de chauffage peut également comporter deux éléments 307 de chauffe disposés côte à côte selon un même plan (Z, X), de sorte à 30 obtenir un appareil 200 de chauffage avec une sortie 204 d'air plus longue que dans le cas où l'appareil 200 de chauffage ne comporte qu'un élément 307 de chauffe. Ce type d'appareil est particulièrement avantageux pour chauffer de grandes pièces. La figure 5 montre un enregistrement de la température à la sortie 204 d'air d'un appareil 200 de chauffage comprenant deux éléments 307 de chauffe disposés côte à côte, en fonction de la position du point de mesure selon l'axe X. L'origine 0 est située entre les deux éléments 307 de chauffe. L'enregistrement révèle que dans ce cas la répartition de la température le long de la sortie 204 d'air est également homogène. Le cas où l'appareil 200 de chauffage comporte deux éléments 307 de chauffe côte à côte io présente donc les mêmes avantages que le cas où l'appareil 200 ne comprend qu'un seul élément 307 de chauffe.

Claims

REVENDICATIONS1 - Appareil (200) de chauffage par convection comportant un élément (307) chauffant disposé dans une enveloppe (201) présentant des ouvertures (204, 206) de passage d'air sur une partie supérieure et sur une partie inférieure, ledit élément chauffant comprenant un moyen (308) de chauffe intégré dans un corps (309) de chauffe destiné à être disposé selon un plan (Z, X) sensiblement vertical, ledit corps de chauffe portant des ailettes (315) disposées selon ledit plan, ledit appareil de chauffage étant caractérisé en ce io que les ailettes sont configurées de sorte à s'écarter les unes des autres du bas vers le haut.
2 - Appareil selon la revendication 1, tel que les ailettes sont disposées selon la forme d'un éventail. 15
3 - Appareil selon l'une des revendications 1 ou 2, tel que les ailettes sont sensiblement droites.
4 - Appareil selon l'une des revendications 1 ou 2, tel que les ailettes sont 20 courbes.
5 - Appareil selon la revendication 4, tel qu'un rayon de courbure des ailettes est décroissant du bas vers le haut. 25
6 - Appareil selon l'une des revendications précédentes, tel que le corps de chauffe comporte de la fonte.
7 - Appareil selon l'une des revendications précédentes, tel que le moyen de chauffe est une résistance électrique blindée. 30