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Perfectionnements aux systèmes de chauffage, ou de réfrigération, par panneaux rayonnants.
Les panneaux des systèmes actuels de chauffage par panneaux rayonnants comportent un faisceau tubulaire métalli- que, en forme de serpentin plan dans lequel circule le fluide chauffant, enrobé de béton, lequel disperse les calories qu'il reçoit de ce faisceau.
Pour des raisons de confort et aussi de dilatation, on ne peut admettre à l'entrée du faisceau qu'un fluide à température très modérée.
En effet, avec la disposition actuelle, la chaleur se localise à la surface du panneau suivant des bandes, corres pondant aux'spires du serpentin, sur lesquelles il est pénible de séjourner si-leur température dépasse une certaine valeur.
Dans cette conjoncture, la dilatation peut faire éclater le bloc qui se fend généralement dans un sens parallèle aux élé- ments tubula i re s.
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On sait d'autre part que la marge de réglage de ce genre de chauffage est tellement restreinte qu'il est presque impossible de maintenir une température stable dans les locaux lorsque les éléments extérieurs varient.
Pour remédier en partie aux deux premiers inconvé- nients, on évite, comme déjà dit, de faire dépasser au fluide chauffant une température déterminée. A cet effet on munit les installations d'appareils spéciaux ayant pour but d'em- pêcher toute élévation de température au-dessus de cette limi- te. Des appareils avertisseurs préviennent l'usager en cas de dépassement de la température limite.
Cet asservissement de l'installation à l'interven- tion de l'usager est dangereux et ses effets préjudiciables au système car, en cas de non-fonctionnement des appareils avertisseurs, les risques sont graves. En effet, les panneaux, en se dilatant à l'extrême, se fendent, provoquent des poussée dangereuses sur leurs appuis, les enduits se décollent, les murs s'écartent enfin; les accidents peuvent avoir des consé- quences redoutables.
Pour ce qui est des difficultés de réglage, il faut savoir que, dans ce genre de chauffage, le régulateur de la chaudière, réglé par le chauffeur, n'agit que sur une gamme de températures s'étendant seulement de 30 à 50 , gamme de faible étendue si l'on songe que, dans le chauffage par ra- diateurs, on manoeuvre sur une gamme allant de 30 à 90 . Il faut donc trois fois plus de précision pour le réglage de ce genre de chauffage, ce qui revient à dire que la conduite en est très difficile.,Naturellement, le rendement des installa- tions s'en trouve affecté et la dépense du combustible appa- raît singulièrement élevée.
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La présente invention .a pour but de remédier à ces inconvénients.
Elle a pour objet un perfectionnement apporté aux systèmes de chauffage, -et aussi aux systèmes de réfrigéra- tion-, par panneaux rayonnants du genre indiqué, c'est-à-dire comportant, d'une façon générale, un faisceau tubulaire enro- bé de béton, permettant, par une disposition particulière de ce faisceau, l'admission sans danger pour le panneau et l'é- difice, d'un fluide chauffant-ou réfrigérant- à température élevée, l'obtention, à la surface des panneaux, de zones ou plages chauffantes-ou réfrigérantes- très nombreuses et très voisines donnant un confort inconnu jusqu'à présent, et le réglage sur une gamme de température très étendue, favorisant ainsi la conduite de l'installation.
Elle est caractérisée essentiellement par l'emploi d'un panneau comportant au moins deux serpentins tubulaires plans disposés l'un au-dessus de l'autre et de manière telle que les spires de l'un somt perpendiculaires ou obliques aux spires de l'autre, et par le fait que le serpentin inférieur est alimenté par du fluide à température élevée, tandis que le serpentin supérieur est alimenté par du fluide à températu- re moins élevée.
L'invention vise également, à titre de produit in- dustriel nouveau, le panneau défini ci-dessus, considéré sé- parément.
D'autres caractéristiques de détail de l'invention apparaîtront au cours du présent mémoire.
Les dessins annéxés montrent, à titre d'exemples,- diverses formes d'exécution d'un panneau rayonnant conforméme. à la présente invention.
La Fig. 1 est une vue en plan d'une première forme d'exécution (le béton est supposé transparent et le serpentin supérieur est représenté en traits forts tandis que le serpen-
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tin inférieur est tracé en traits fins).
La Fig. 2 en est une coupe transversale plus grande échelle.
La.Fig. 3 est une vue en plan d'une variante dans laquelle les faisceaux inférieur et supérieur sont.en série.
La Fig. 4 est une vue en plan montrant les plages d'émission obtenues à la surface.
Le panneau suivant l'invention (F.ig. 1) comporte une dalle en béton d qui émet la chaleur reçue des faisceaux tubulaires f1 et f2. Le faisceau ± 1 plus enfoncé dans le béton, reçoit l'eau à température plus élevée; celle-ci pénètre en a et ressort en b. Le faisceau f placé à la partie supérieure du panneau reçoit de l'eau à température plus basse que f1, cette eau pénètre en al et ressort en @I. Son rôle est de modérer les émissions du faisceau f1 en absorbant une partie de sa chaleur par conduction et de mieux répartir la chaleur à la surface du panneau.
On peut voir sur la Fig. 2 la position des faisceaux f1 et f2 noyés dans le bloc du béton d. A chaque croisement les tubes sont avantageusement ligaturés, par un lien métal- lique 1. Un isolant i empêche la chaleur de se disperser à tra- vers le support p qui est soit un plancher en béton armé, plein ou creux, soit un plancher en boi s. Les deux faisceaux f1 et f2 peuvent être en série ; ce que montre la Fig. 3. Au point b-al le faisceau inférieur f1 se raccorde au faisceau supérieur f2. Lorsque cette disposition est adoptée, la tempé- -rature de sortie du faisceau inférieur f1 correspond à la tem- pérature d'entrée du faisceau supérieur f2. On peut ainsi jonc- tionner les deux faisceaux au point b-al et n'avoir qu'une entrée en a et une sortie en b1.
L'écart de température entre
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a et b1 sera la somme des écarts de chacun des faisceaux f1 et ±2. Cette disposition permet d'utiliser de grands écarts de température entre l'entrée et la sortie du panneau chauf- fant et, par conséquent, réduire au minimum le débit du fluide chauffant. Il en résulte encore une augmentation de la charge calorifique dont la valeur est proportionnelle aux écarts de température entre l'entrée et la sortie du fluide chauf- fant. Enfin, l'étendue de la gamme de réglage se trouve aug- mentée, ce qui facilite considérablement la conduite de l'ins- tallation.
La forme de l'émission à la surface du panneau est représentée par la Fig. 4 ; c'est une mosaïque de petites pla- ges chaudes et froides sur lesquelles la station debout ne peut être pénible, les pieds ne pouvant se poser que sur des surfaces à température très voisines les unes des autres.
Par suite de l'armage réalisé par les deux fais- ceaux tubulaires, la résistance du panneau à la dilatation "est telle que tout fissur @@de la dalle de béton est évité; la grande adhérence des tubes au béton, le ligaturage des faisceaux à chacun de leurs croisements en font un bloc indé- formable, capable de résister aux températures élevées sans craindre la rupture.
Différents modes de réalisation sont représentés:
Fig. 5, où les faisceaux ont même forme et même écartement.
Fig. 6, où le faPiscea@ inférieur possède des spires à écartement variable de manière à augmenter l'émission sur une partie déterminée de la surface.
Fig. 7, où le faisceau inférieur déborde largement le faisceau supérieur, permettant un chauffage moins élevé . dans la zone de la partie débordante.
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Fig. 8, où le faisceau inférieur accentue le chauf- fage sur une partie du panneau.
Fig. 9, où les faisceaux, inférieur et supérieur, accentuent le chauffage sur le pourtour du panneau.
Fig. 10, où le faisceau inférieur accentue le chauf- fage au centre du panneau.
Fig. 11, où le faisceau supérieur déborde le fais- ceau inférieur assurant ainsi un chauffage moins intense dans la zone des parties débordantes.
Fig. 12, où les faisceaux sont à spires inclinées, donnant une forme d'émission de chaleur moins accentuée au centre du panneau.
Fig. 13, combinaison d'un faisceau inférieur à double spire et d'un faisceau supérieur à spire simple.
Fig. 14, combinaison d'un faisceau supérieur à dou- ble spire et d'un faisceau inférieur à spire simple.
Fig. 15, réalisation dans laquelle chaque faisceau comporte une moitié Sans le plan inférieur et une moitié dans le plan supérieur.
Fig. 16, combinaison de faisceaux en grille.
Fig. 17, combinaison d'une grille et d'un faisceau à spire simple.
Les faisceaux des combinaisons des Fig. 5 à 17 peuvent être constitués par des tubes de sections circulaires (Fig. 18) ou circulaire et ovale (Fig. 19) ou ovales (Fig.20).
Dans toutes ces dispositions, les faisceaux sont en contact, mais ils peuvent aussi être écartés, l'un de l'autre comme le montre la Fig. 21.
On réalise en définitive un panneau chauffant-ou réfrigérant- donnant des formes d'émissions variées, pouvant
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fonctionner avec de grands écarts de température et capable de résister aux efforts de dilatation -ou de contraction-, selon que l'installation est alimentée soit par une source chaude ou par une source froide (chauffage ou réfrigération).
Au cas où le fluide chauffant est l'électricité, les spires peuvent être constituées par un conducteur quel- conque armé ou non d'un tube d'acier.
REVENDICATIONS 1.) Installation de chauffage ou de réfrigération comportant des systèmes tubulaires disposés à des distances différentes de la surface de rayonnement, caractérisée en ce qu'elle comporte des panneaux dans.chacun desquels sont noyés au moins deux serpentins tubulaires disposés dans des plans adjacents à la surface rayonnante du panneau, à des distances différentes de celle-ci, les spires de l'un de ces serpentins étant disposées angulairement par rapport aux spires de l'autre.
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Improvements to heating or refrigeration systems by radiant panels.
The panels of current radiant panel heating systems comprise a metal tubular bundle, in the form of a plane coil in which the heating fluid circulates, coated with concrete, which disperses the calories it receives from this bundle.
For reasons of comfort and also of expansion, only a fluid at very moderate temperature can be admitted at the entrance to the bundle.
In fact, with the current arrangement, the heat is localized on the surface of the panel along bands, corresponding to the spirals of the coil, on which it is painful to stay if their temperature exceeds a certain value.
In this situation, the expansion may cause the block to burst, which usually splits in a direction parallel to the tubular elements.
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It is also known that the adjustment margin of this type of heating is so limited that it is almost impossible to maintain a stable temperature in the premises when the outside elements vary.
In order to remedy in part the first two drawbacks, it is avoided, as already stated, to cause the heating fluid to exceed a determined temperature. To this end, the installations are fitted with special devices intended to prevent any rise in temperature above this limit. Warning devices warn the user if the limit temperature is exceeded.
This slaving of the installation to user intervention is dangerous and its harmful effects on the system because, in the event of non-functioning of the warning devices, the risks are serious. Indeed, the panels, by expanding to the extreme, split, causing dangerous thrusts on their supports, the plasters come off, the walls finally move apart; accidents can have dreadful consequences.
Regarding the adjustment difficulties, it should be noted that, in this type of heating, the boiler regulator, set by the driver, only acts on a range of temperatures extending only from 30 to 50, range of small extent if one considers that, in the heating by radiators, one operates over a range going from 30 to 90. Three times more precision is therefore required for the adjustment of this type of heating, which amounts to saying that it is very difficult to operate., Naturally, the efficiency of the installations is affected and the expenditure of fuel appears. - is singularly high.
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The object of the present invention is to remedy these drawbacks.
Its object is an improvement to heating systems, -and also to refrigeration systems-, by radiant panels of the type indicated, that is to say comprising, in general, a tubular bundle enro- concrete bé, allowing, by a particular arrangement of this beam, the admission without danger for the panel and the building, of a heating fluid - or refrigerant - at high temperature, obtaining, on the surface of panels, heating - or cooling - zones or zones very numerous and very close giving a comfort unknown until now, and the adjustment on a very wide range of temperature, thus facilitating the operation of the installation.
It is essentially characterized by the use of a panel comprising at least two plane tubular coils arranged one above the other and in such a way that the turns of one are perpendicular or oblique to the turns of the other, and by the fact that the lower coil is supplied with fluid at high temperature, while the upper coil is supplied with fluid at lower temperature.
The invention also relates, as a new industrial product, to the panel defined above, considered separately.
Other detailed features of the invention will become apparent in the course of this memory.
The appended drawings show, by way of example, - various embodiments of a radiant panel conforméme. to the present invention.
Fig. 1 is a plan view of a first embodiment (the concrete is assumed to be transparent and the upper coil is shown in strong lines while the serpentine
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lower tin is drawn in thin lines).
Fig. 2 is a cross-section on a larger scale.
La.Fig. 3 is a plan view of a variant in which the lower and upper beams are in series.
Fig. 4 is a plan view showing the emission ranges obtained at the surface.
The panel according to the invention (F.ig. 1) comprises a concrete slab d which emits the heat received from the tube bundles f1 and f2. The ± 1 beam deeper into the concrete receives water at a higher temperature; this enters at a and emerges at b. The beam f placed at the top of the panel receives water at a temperature lower than f1, this water penetrates at al and leaves at @I. Its role is to moderate the emissions of the beam f1 by absorbing part of its heat by conduction and to better distribute the heat on the surface of the panel.
It can be seen in FIG. 2 the position of the beams f1 and f2 embedded in the concrete block d. At each crossing, the tubes are advantageously tied by a metal tie 1. An insulator i prevents the heat from dispersing through the support p which is either a reinforced concrete floor, solid or hollow, or a concrete floor. wood. The two beams f1 and f2 can be in series; what is shown in FIG. 3. At point b-al the lower bundle f1 connects to the upper bundle f2. When this arrangement is adopted, the outlet temperature of the lower beam f1 corresponds to the inlet temperature of the upper beam f2. It is thus possible to join the two beams at point b-al and have only one entry at a and one exit at b1.
The temperature difference between
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a and b1 will be the sum of the deviations of each of the beams f1 and ± 2. This arrangement makes it possible to use large temperature differences between the inlet and the outlet of the heating panel and, consequently, to minimize the flow rate of the heating fluid. This further results in an increase in the heat load, the value of which is proportional to the temperature differences between the inlet and the outlet of the heating fluid. Finally, the extent of the adjustment range is increased, which considerably facilitates the operation of the installation.
The shape of the emission at the surface of the panel is shown in FIG. 4; it is a mosaic of small hot and cold plates on which standing cannot be painful, the feet being able to land only on surfaces with very close temperature to each other.
As a result of the reinforcement carried out by the two tube bundles, the panel's resistance to expansion is such that any cracking of the concrete slab is avoided; the great adhesion of the tubes to the concrete, the bundling of the bundles at each of their crossings make a solid block, able to withstand high temperatures without fear of breakage.
Different embodiments are shown:
Fig. 5, where the beams have the same shape and the same spacing.
Fig. 6, where the lower faPiscea @ has variable spacing turns so as to increase the emission on a determined part of the surface.
Fig. 7, where the lower beam extends far beyond the upper beam, allowing less heating. in the area of the overflowing part.
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Fig. 8, where the lower beam accentuates the heating on part of the panel.
Fig. 9, where the lower and upper beams accentuate the heating around the perimeter of the panel.
Fig. 10, where the lower beam accentuates the heating in the center of the panel.
Fig. 11, where the upper beam overflows the lower beam thus ensuring less intense heating in the area of the projecting parts.
Fig. 12, where the beams are inclined turns, giving a form of heat emission less accentuated in the center of the panel.
Fig. 13, combination of a lower beam with double turn and an upper beam with single turn.
Fig. 14, combination of an upper bundle with double turn and a lower bundle with single turn.
Fig. 15, embodiment in which each beam has a half without the lower plane and a half in the upper plane.
Fig. 16, combination of grid beams.
Fig. 17, combination of a grid and a single coil beam.
The beams of the combinations of Figs. 5 to 17 can be formed by tubes of circular (Fig. 18) or circular and oval (Fig. 19) or oval (Fig.20) sections.
In all these arrangements, the beams are in contact, but they can also be separated from each other as shown in FIG. 21.
Ultimately, a heating or cooling panel is produced, giving various forms of emissions, which can
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operate with large temperature variations and capable of withstanding expansion -or contraction- forces, depending on whether the installation is supplied either by a hot source or by a cold source (heating or refrigeration).
In the case where the heating fluid is electricity, the turns may be formed by any conductor, whether or not reinforced with a steel tube.
CLAIMS 1.) Heating or refrigeration installation comprising tubular systems arranged at different distances from the radiating surface, characterized in that it comprises panels in each of which are embedded at least two tubular coils arranged in adjacent planes at the radiating surface of the panel, at different distances therefrom, the turns of one of these coils being arranged angularly with respect to the turns of the other.