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Procédé et dispositif pour le chauffage de locaux
Le brevet principal a pour ob jet un procédé de chauffage de locaux. consistant à placer des surfaces de chauffe à une certaine hauteur, et à disposer au-dessus de ces surfaces des écrans de chaleur destinés à. renvoyer par rayonnement la cha- leur vers les parties basses des locaux. Il a également pour objet un dispositif destiné à l'application du procédé ci-dessus .../..
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et comportant des éléments de chauffe dont chacun est constitué par l'association d'une surface de chauffe placée en élévation et d'un écran réflecteur disposé au-dessus de cette surface.
La présente addition a pour objet des perfectionnements complémentaires qui améliorent l'économie du procédé,réalisent un chauffage judicieusement réparti selon les besoins et permet- tent d'appliquer l'invention an moyen d'une installation par- ticulièrement simple et peu coûteuse.
Une caractéristique des nouveaux perfectionnements con- siste à utiliser pour les écrans de chaleur un matériau non conducteur, ce qui réduit la transmission de chaleur vers la face supérieure de ces écrans et permet de réduire ou de sup- primer le calorifugeage complémentaire prévu au-dessus des écrans. On peut utiliser ainsi des écrans très simples dont le prix sera peu élevé.
Le matériau non conducteur constitutif des écrans pourra, être d'une nature quelconque mais il semble qu'on aura intérêt à utiliser un matériau léger, peu coûteux: et facile à fabriquer et parmi les divers matériaux qu'on peut envisager, le carton ou un matériau fibreux ou moulé équiva- lent paraît très bien convenir. La face inférieure d'un tel écran pourra, être recouverte d'un enduit ou d'une peinture convenable, destiné à lui donner le pouvoir réfléchissant désiré.
Une autre caractéristique de l'invention consiste à. utiliser l'écran réflecteur pour concentrer ou diriger la chaleur dans des zones déterminées et, dans ce cas, on utili- sera un matériau dont la face inférieure sera capable de bien réfléchir la. chaleur et on lui donnera une forme appropriée, en principe en forme de cylindre parabolique dont le plan dia- métral sera vertical, la surface de chauffe associée à l'écran étant alors placée au voisinage du foyer du profil parabolique.
La chaleur réfléchie sera alors dirigée verticalement vers le bas dans la zone située juste au-dessous de l'écran, de sorte qu'il suffira de disposer l'élément de chauffage au-dessus .
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de la région du local qu'on désire chauffer plus particuliè- rement, tandis que les autres régions se trouveront un peu moins chauffées. Cette disposition permettra d'obtenir un confort équivalent avec un chauffage plus modéré et elle entraînera des , économies d'installation et d'exploitation,
Une autre caractéristique importante des perfectionne- ments envisagés par la présente addition consiste à constituer la surface de chauffe associée à l'écran réflecteur par plu- sieurs tubes parallèles de faible diamètre qui permettront d'obtenir à moindres frais un chauffage équivalent à. celui produit par un seul tube de plus grand diamètre.
Dans ce cas, selon une forme de réalisation qui paraît particulièrement avantageuse, les différents tubes de la surface de chauffe, ou certains d'entre eux, seront disposés dans un même plan horizontal et pourront servir de supports à l'écran qui sera simplement posé sur ces tubes. Cet écran pourra se composer de plusieurs tronçons disposés bout à bout,,
Pour obtenir le meilleur rendement de la chaleur émise, il convient de se rapprocher du cas idéal où la température de l'air reste constante dans toute l'étendue verticale du local, c'est-à-dire entre la zone d'occupation :et la toiture.
Les lois de la physique et la technique du chauffage révèlent que pour atteindre cette constance de la température en fonction de la hauteur, il convient essentiellement que d'une part la chaleur émise vers le bas et vers le haut par les surfaces de chauffe compense exactement les déperditions de deux zones pla- cées respectivement au-dessus et au-dessous du niveau des sur- faces de chauffe, et que, d'autre part accessoirement cette chaleur soit émise à- la plus basse température possible. Il convient donc que, ,dans chaque cas particulier, la surface de chauffe émette vers le bas une quantité de chaleur égale aux déperditions de la zone inférieure et vers le haut une quantité de chaleur égale aux déperditions de la zone supérieure.
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Les dispositifs faisant 1 '-objet de linvention se prê- tent particulièrement bien à. cette réalisation*
L'écran utilisé pourra être selon la présente addition, translucide ou transparent pour ne pas intercepter la lumière servant à l'éclairage du local.
On a représenté des exemples de réalisation selon la présente addition au dessin annexé, dans lequel : la figure 1 est une vue en perspective d'une portion d'un élément de chauffage; la figure 2 est une vue en perspective à. plus grande échelle d'un tronçon de lécran faisant partie de cet élément de chauffage-, la figure 3 est un schéma d'un local à. chauffer destiné à expliquer un- mode de détermination des quantités de chaleur à. émettre vers la partie basse et la partie haute du local; les figures 4 à 10 sont des coupes verticales transver- sales de dispositifs de chauffe selon l'invention correspondant à divers exemples de réalisation.
Dans l'exemple représenté au dessin,la surface de chauffe de Isolément de chauffage représenté est constituée par trois tubes 1-2-3 de petit diamètre parcourus par un fluide de chauffage et disposés à. des intervalles convenables dans un même plan horizontal. Au-dessus de cette surface de chauffe est prévu l'écran réflecteur constitué par exemple par une succession de tronçons tels que 4-5 en forme de segments de cylindres de profil convenable dont la concavité est orientée vers le bas. Ces tronçons sont fermés à une de leurs extrémi- tés par une paroi verticale 6-7 destinée à, prendre appui sur les tubes de chauffe.
Le bord inférieur- de ces parois peut présenter des encoches 8-9-10 dans lesquelles s'engagent les tubes 1-2-3, ce qui immobilise les tronçons sur ces tubes sans qu'aucun moyen de fixation soit nécessaire. A son extré- mité opposée à la paroi d'extrémité 6-7, chaque tronçon est .../..
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ouvert et destiné à s'appuyer ou s'emboîter sur le tronçon suivant, à la manière des tuiles romaines.
Cette réalisation de l'écran présente encore l'avantage de faciliter le transport des tronçons constitutifs, puisque, pour le transport, ces tronçons peuvent être emboîtés complè- tement les uns dans les autres en n'entraînant qu'un encombre- ment très réduit. La largeur à la base des tronçons d'écran peut être par exemple de 1 mètre et leur longueur de 2 mètres.
Les règles de l'art classique en matière de chauffage consistent à calculer les déperditions calorifiques d'un local, (en fonction de la température intérieure désirée et de la température extérieure minimum fixée) et à dissiper, à l'inté- rieur du local, une quantité de chaleur égale à ces éperditiers Ce procédé, grossièrement acceptable lorsque les surfaces de chauffe sont placées au voisinage du sol, devient inadmissible lorsque les surfaces de chauffe sont placées en élévation.
On exposera ci-après le principe de la détermination des quantités de chaleur à. émettre en se référant à la figure 3 du dessin annexé, dans laquelle on a représenté schématique- ment un local dont les parois comprennent un plancher 31, des murs 52 et une toiture 33, ce local étant chauffé par des sur- faces qui peuvent titre quelconques, mais que pour illustrer le raisonnément, On .supposera constituées par des tuyaux lisses 34 ou des tuyaux à ailettes placés à une hauteur H au-dessus du plancher.
Comme on l'a déjà indiqué, il y a intérêt à déterminer les éléments de chauffe de telle façon que la chaleur émise vers le bas et vers le haut par les surfaces de chauffe telles que 34 compense exactement les déperditions (compte tenu de la ventilation) des deux zones A et B placées respectivement au-dessus et au-dessous du niveau H, c'est-à-dire que dans chaque cas particulier les.surfaces de chauffe émettent vers le bas une quantité de chaleur égale aux déperditions de la zone B y compris la ventilation et vers le haut une quantité .../..
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de chaleur égale aux déperditions de la zone A.
S'il s'agit d'installations neuves, le dispositif sera constitué par exemple par trois tubes 35, 36, 37 surmontés d'un réflecteur métallique 38 calorifugé ou non. Ce réflec- teur peut avoir une forme courbe ou plane avec des bords 39 recourbés ou même touts autre forme.
La proportion maximum de chaleur émise vers le bas sera obtenue en plaçant le réflecteur à une certaine hauteur au- dessus des tubes (la partie inférieure étant toutefois à un niveau inférieurt aux tubes) et en le munissant d'un calo- rifuge (figure 4). Dans ces conditions, la chaleur émise se répartit dans la proportion suivante : 70% environ émis vers le bas et 30% vers le haut.
En supprimant le calorifuge comme le montre la figure 5, la chaleur émise se répartit approximativement de la façon suivante : 50% vers le bas et 50% vers le haut.
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or$qkü est nécessaire- d* accroître 1&-ahaleur émise vers le haut, il est prévu, comme le montre la figure 6, qu'un des tubes, par exemple le tube 36 est au contact du réflecteur 38, ce qui augmente la température de la tôle de ce réflecteurs Dans ce cas, la chaleur émise se répartit dans la proportion suivante : t 41% vers le bas et. 59% vers le haut.
S'il est encore nécessaire dtaugmenter la proportion vers le haut, deux tubes par exemple les tubes 35 et 37 sont au contact du réflecteur 38 comme le montre la figure 7 et la chaleur émise se répartit de la façon suivante : 36% vers le bas et 64% vers le haut.
Enfin s'il convient encore d'accroître la proportion de chaleur vers le haut, les trois tubes 35, 36, 37 sont au contact du réflecteur 38 comme le montre la figure 8 et la chaleur émise se répartit dans la porportion suivante : 32% vers le bas et 68% vers le haut.
Ces modifications respectives de la.position des tubes .../..
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et du réflecteur ont aussi pour but-et pour effet d'augmenter l'émission totale du système, cette émission allant en croissant du premier au dernier cas considéré (c'est-à-dire de la figure 4 à la figure 8).
Somme toute, ce dispositif a pour objet d'obtenir la plus grande émission calorifique possible du système tout en respectant la proportion de chaleur nécessaire à émettre entre le haut et le bas pour obtenir la meilleure efficacité du chauffage, c'est-à-dire la consommation de combustible la plus faible.
Lorsque les dispositifs préconisés sont appliqués à la transformation d'un chauffage existant par tuyaux à ailettes ou par tuyaux lisses, cette variation de la proportion de la chaleur, émise vers le bas et vers le haut,est obtenue en modifiant la hauteur du chapeau réflecteur au-dessus du ou des tuyaux. On conçoit, et l'expérience confirme, qu'en plaçant le chapeau à une hauteur croissante au-dessus du tuyau de chauffage, on augmente la chaleur totale émise par le système en diminuant la proportion de chaleur émise vers le bas.
Pour fixer les idées, et en prenant le cas d'un tuyau à ailettes 41, avec la disposition de la figure 9 où le bord inférieur 42 du réflecteur 43 est à une distance d = 50 mm: au-dessous du bas du tuyau à ailettes 41, la chaleur émise se répartit dans la proportion suivante :40% vers le bas et 60% vers le haut.
Dans le cas extrême, le bas 42 du réflecteur 43 étant à une distance D = 40 cm. au-dessus du bas du tuyau à ailettes 41 (figure 10) la chaleur émise se répartit dans la proportion suivante :levers le bas et 90% vers le haut.
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