FAÇADE AVANT PRESENTE DES ZONES AYANT DES EMISSIVITES DIFFERENTES

Description

Domaine technique de l'Invention.

L'invention a pour objet un radiateur électrique dont la face interne de la façade avant présente des zones ayant des émissivités différentes. Elle a également pour objet une façade avant de radiateur électrique. Elle a encore pour objet un procédé de fabrication d'un radiateur électrique ainsi qu'un procédé de réglage de la température de la face externe d'une façade avant de radiateur électrique.

L'invention concerne le domaine technique des radiateurs électriques dans lesquels la chaleur est rayonnée directement par un corps de chauffe électrique. Elle concerne plus particulièrement les techniques permettant d'homogénéiser la température de façade d'un radiateur.

État de la technique.

La face externe de la façade avant des radiateurs électriques présente très souvent une mauvaise homogénéité thermique avec des zones trop chaudes ou trop froides qui provoquent un inconfort thermique. Trois phénomènes participent à cette mauvaise répartition de l'énergie thermique absorbée par la façade : - Le principal est l'émissivité de fa face interne de la façade avant.

L'émissivité (ε) détermine la capacité de Sa face interne à absorber i'énergie rayonnante émise par le corps de chauffe situé à l'intérieur du radiateur et à la transférer vers la face externe. Ainsi avec une face interne ayant une faible émissivité (par exemple en tôle ou en verre à faible émissivité où ε<0,4), l'énergie transférée vers la face externe est faible et la façade avant n'est pas suffisamment chaude. Inversement si la face interne a une forte émissivité (par exemple en tôle peinte ou en verre où ε>0,8), l'énergie transférée est forte et la façade avant devient trop chaude.

- L'énergie rayonnée par le corps de chauffe est généralement concentrée sur la zone centrale dudit corps dont la surface est plus petite que celle de la façade avant. L'absorption de l'énergie par la face interne de la façade avant va donc être concentrée dans la région située en vis-à-vis de Sa zone centrale du corps de chauffe. Cette configuration est susceptible de créer localement des zones de surchauffe sur Ses faces interne et externe de la façade avant.

- Enfin, la convection naturelle de l'air chauffé entraîne un échauffement beaucoup plus important dans la partie haute de Sa façade avant.

Pour maîtriser l'homogénéité thermique de la façade avant du radiateur, une solution consiste à ajouter un second corps de chauffe de faible puissance (cordon ou film chauffant) réparti sur toute Sa surface de sa face interne et de l'isoier thermiquement du corps de chauffe principal. Ainsi Sa température de la façade avant dépend principalement de l'énergie émise par le second corps de chauffe. Cette solution est performante mais onéreuse.

Le document brevet EP 1 .327.826 (THERMOR INDUSTRIE) divulgue une technique permettant d'obtenir une température de surface homogène sur la façade avant du radiateur, sans utiliser de second corps de chauffe. Cette technique consiste à appliquer un revêtement à forte émissivité directement sur le corps de chauffe, ledit revêtement étant appliqué partiellement sur chaque face verticale dudit corps de chauffe. L'homogénéisation de la température de la face externe de la façade avant n'est toutefois pas optimale car cette technique ne permet pas de diminuer la température des zones qui demeurent trop chaudes malgré i'absence de revêtement à forte émissivité, Le document brevet FR 2.580,972 (MM INT FRANCE) divulgue un dispositif de chauffage électrique comportant un corps de chauffe insérée dans un boîtier, lequel boîtier présente une façade arrière et une façade avant. La face interne de la façade arrière comporte un revêtement favorisant Sa réflexion du rayonnement du corps de chauffe vers la façade avant. Et la face interne de la façade avant présente un revêtement favorisant l'absorption du rayonnement par ladite façade avant de manière à accélérer son échauffement, lequel revêtement présente une émissivité uniforme. Cette conception permet de réduire les pertes d'énergie mais ne permet pas d'homogénéiser la température de la face externe de la façade avant : cette dernière est trop chaude, avec une zone de surchauffe concentrée dans la région en vis-à-vis de la résistance électrique.

Le document brevet EP 1.814.361 (THERMOR INDUSTRIE) divulgue un dispositif de chauffage électrique dans lequel la face avant présente au moins une partie pleine et étanche par rapport à son support en matériau métallique transmettant un rayonnement infrarouge vers un emplacement à chauffer. Selon un mode de réalisation, la face avant comporte une plaque pleine en matériau présentant une bonne transmission du rayonnement infrarouge, tandis que la majeure partie de ladite face avant est opaque au rayonnement infrarouge. La face avant présente donc deux zones ayant des émissivités différentes. L'énergie rayonnée par le corps de chauffe est dans ce cas concentrée au niveau de la plaque pleine, sans aucune réelle homogénéisation de la température de la face externe de la façade avant.

Face à cet état des choses, un objectif de l'invention est de proposer une solution alternative permettant d'améliorer l'homogénéisation de la température de la face externe de la façade avant d'un radiateur. Un autre objectif de l'invention est de proposer une technique peu onéreuse et simple à mettre en œuvre, permettant d'abaisser ia température des zones initialement trop chaudes de la face externe de la façade avant et d'augmenter celle des zones initialement trop froides.

Divulgation de l'invention.

La solution proposée par l'invention est un radiateur électrique comportant un bâti support à l'intérieur duquel est inséré un corps de chauffe électrique, îa face avant dudit bâti étant pourvue d'une façade avant dont la face interne absorbe l'énergie rayonnante générée par ledit corps de chauffe et dont la face externe restitue tout ou partie de ladite énergie absorbée, ladite face interne présentant des zones de transfert d'énergie rayonnante ayant des émissivités différentes qui influent sur l'énergie rayonnante restituée par ladite face externe et sur la température de ladite façade avant.

Ce radiateur est remarquable en ce que la face interne présente des zones couvertes d'un revêtement et des zones non couvertes par ledit revêtement, ledit revêtement ayant une émissivité différente de celle de ladite face interne.

La formation de zones de différentes émissivités directement sur la face interne de la façade avant du radiateur, permet d'ajuster avec précision Se transfert de l'énergie rayonnante générée par Se corps de chauffe vers la face externe de ladite façade. Notamment, après avoir préaSablement évalué la répartition thermique sur la surface externe de ia façade avant, H suffit à l'opérateur de positionner des zones de faible émissivité en vis-à-vis des zones de ladite face externe initialement trop chaudes et/ou des zones de forte émissivité en vis-à-vis des zones de ladite face externe initialement trop froides. L'ajustement de Sa température atteinte localement sur Sa surface externe de la façade avant est nettement plus précis qu'avec la solution préconisée par Se document brevet EP 1 .327.826 précité. D'autres caractéristiques remarquables du radiateur objet de l'invention sont listées ci-dessous, chacune de ces caractéristiques pouvant être considérée seule ou en combinaison, indépendamment des caractéristiques remarquables définies ci-dessus :

- Selon un premier mode de réalisation, le revêtement a une émissivité plus faible que ceile de la face interne, de sorte que le transfert de l'énergie rayonnante vers la face externe au niveau des zones couvertes par ledit revêtement soit réduit par rapport au transfert de l'énergie rayonnante vers ladite face externe au niveau des zones non couvertes par ledit revêtement.

- Ce revêtement peut se présenter sous la forme d'un film d'aluminium appliqué contre la face interne de la façade avant, les zones ayant une émissivité plus forte que celle dudit revêtement consistant en des perforations et/ou des enlèvements de matières réalisés sur ledit film,

- Ce revêtement peut également se présenter sous la forme d'une peinture aluminisée ou une peinture ayant une émissivité plus faible que celle de la face interne, un pochoir permettant de délimiter les zones peintes des zones non peintes.

- Les zones non couvertes par Se revêtement peuvent être revêtues d'une peinture époxy ayant une émissivité supérieure à 0,9.

- l'espacement des zones non couvertes par le revêtement est préférentieilement limité à quelques centimètres.

- Selon un second mode de réalisation, le revêtement a une émissivité plus forte que celle de la face interne, de sorte que le transfert de l'énergie rayonnante vers la face externe au niveau des zones couvertes par ledit revêtement soit favorisé par rapport au transfert de l'énergie rayonnante vers ladite face externe au niveau des zones non couvertes par ledit revêtement.

- Ce revêtement peut être un matériau ayant une émissivité supérieure à 0,8, et préférentieilement une peinture époxy ayant une émissivité supérieure à 0,9.

- Cette peinture époxy peut être appliquée sur la face interne par pulvérisation sous forme de bandes de quelques centimètres de largeur ou de points de quelques millimètres de diamètre obtenus à l'aide d'un pochoir. ~ La répartition, la taille et/ou la concentration des zones ayant une émissivité plus forte que celle de la face interne et/ou des zones ayant une émissivité plus faible que celle de ladite face interne, ne sont pas homogènes, Un autre aspect de l'invention est une façade avant de radiateur électrique comprenant une face interne et une face externe, ladite face interne présentant des zones de transfert d'énergie rayonnante ayant des émissivités différentes qui influent sur l'énergie rayonnante restituée par ladite face externe et sur la température de ladite façade avant, cette façade étant remarquable en ce que la face interne présente des zones couvertes d'un revêtement et des zones non couvertes par ledit revêtement, ledit revêtement ayant une émissivité différente de celle de ladite face interne.

Encore un autre aspect de l'invention concerne un procédé de fabrication d'un radiateur électrique consistant à insérer un corps de chauffe électrique à l'intérieur d'un bâts support et à équiper la face avant dudit bâti d'une façade avant dont la face interne absorbe l'énergie rayonnante émise par ledit corps de chauffe et dont la face externe restitue tout ou partie de ladite énergie absorbée ladite face interne présentant des zones de transfert d'énergie rayonnante ayant des émissivités différentes qui influent sur l'énergie rayonnante restituée par ladite face externe et sur la température de ladite façade avant, ledit procédé comprenant une étape consistant à agencer sur ladite face interne des zones couvertes d'un revêtement et des zones non couvertes par ledit revêtement, ledit revêtement ayant une émissivité différente de celle de ladite face interne. il est avantageux d'adapter la répartition, la taille et/ou la concentration des zones ayant une émissivité plus forte que celle de la face interne de la face avant et/ou des zones ayant une émissivité plus faible que celle de ladite face interne, pour ajuster la température atteinte localement sur la face externe de la façade avant. Encore un autre aspect de l'invention concerne un procédé de réglage de la température de la face externe d'une façade avant (ou de toute autre façade) d'un radiateur électrique renfermant un corps de chauffe électrique apte à générer une énergie rayonnante, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - évaluer préalablement la répartition thermique sur la surface externe de la façade avant, - positionner des zones ayant une émissivité plus faible que celle de la face interne en vis-à-vis des zones de la face externe initialement trop chaudes et/ou positionner des zones ayant une émissivité plus forte que celle de ladite face interne en vis-à-vis des zones de ladite face externe initialement trop froides.

Description des figuras,

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels :

- la figure 1 est une vue éclatée d'un radiateur conforme à l'invention, dans une première variante de réalisation,

- la figure 2 est une vue schématique en coupe du radiateur assemblé de la figure 1 ,

- la figure 3 est une vue éclatée d'un radiateur conforme à l'invention, dans une seconde variante de réalisation,

- la figure 4 est une vue schématique en coupe du radiateur assemblé de la figure 3.

Modes de réalisation de l'invention.

En se rapportant aux figures annexées, le radiateur électrique 1 objet de l'invention comprend un bâti support 10. Ce dernier est typiquement de forme parallélépipédique, bien que d'autres formes dépendant de l'esthétique voulue puissent être envisagées. La face externe 1 10 de la façade arrière 1 1 du bâti 10 comprend des moyens de fixation 1 100 à un mur ou tout autre type de paroi ou support. Un corps de chauffe électrique 20 est inséré à l'intérieur du bâti 10. Le corps de chauffe 20 est du type connu de l'homme du métier. Il se présente par exemple sous la forme de plaques d'acier, d'aluminium, de céramique ou de fonte dans lesquelles sont insérées une ou plusieurs résistances électriques 21. Il est également possible d'utiliser un corps de chauffe d'un seul tenant obtenu par extrusion dans un alliage métallique. Il est à noter que d'autres moyens de production d'énergie thermique peuvent être envisagés tels que des conduites traversées par un fluide caloporteur.

La face interne de la façade arrière 1 1 1 du bâti 10 est recouverte d'un revêtement thermiquement isolant 1 1 10 et/ou d'une couche de réflexion (peinture métallique, film d'aluminium) permettant de réfléchir le rayonnement thermique provenant du corps de chauffe 20. De cette manière, la diffusion de la chaleur est essentiellement orientée vers l'avant du radiateur 1. La face avant du bâti 10 est pourvue d'une façade avant 30 comprenant une face externe 31 orientée vers la pièce où est positionné le radiateur 1 et une face interne 32 orientée vers le corps de chauffe 20. La face interne 32 absorbe l'énergie rayonnante générée par le corps de chauffe 30 et la transfère vers la face externe 31 qui en restitue tout ou partie dans la pièce à chauffer.

En pratique, la façade avant 30 consiste en une tôle d'aluminium ou une plaque de verre réalisée d'un seul tenant ou en plusieurs parties. Selon le type de matériau choisi, i'émissivifé ε influe sur l'énergie rayonnante restituée par la face externe 31 et donc sur la température de la façade avant 30. Dans le cas où la face interne 32 présente une émissivité trop faible, par exemple dans le cas où la façade avant 30 est en tôle d'aluminium sablé ou poli (εθ.3), il est difficile d'obtenir une température homogène de la face externe 31. La zone de la face externe 31 située en vis-à-vis du corps de chauffe 20 est généralement plus chaude que les bords de ladite face. De même, dans le cas où la face interne 32 présente une émissivité trop forte, par exemple dans le cas où la façade avant 30 est intégralement peinte ou en verre (ε>0,9), la face externe 31 est généralement trop chaude, pouvant dans certain cas provoquer des brûlures au niveau de la zone située en vis-à-vis du corps de chauffe 20.

La détermination de l'émissivitô ε est bien connue de l'homme du métier. Elle peut par exemple être effectuée de la manière suivante : - on mesure et on enregistrer la température de la façade en utilisant une sonde de température avec contact et thermomètre étalonné (thermocouple K, J, T par exemple) ; - on pointe ensuite un thermomètre infrarouge vers la surface de la façade, en respectant le rapport distance/diamètre correspondant au thermomètre utilisé ; - on ajuste, sur le thermomètre infrarouge, le paramètre d'émissivité jusqu'à ce que la température mesurée par ledit thermomètre soit égale à la température mesurée par la sonde de température. On obtient ainsi la valeur de l'émissivité ε.

Conformément à l'invention, pour améliorer l'homogénéisation de la température de la face externe 31 , la face interne 32 présente des zones dont l'émissivité réduit le transfert de l'énergie rayonnante générée par le corps de chauffe 20 vers ladite face externe et des zones dont l'émissivité favorise le transfert de ladite énergie vers ladite face externe. Cette solution technique peut bien évidement s'appliquer à toutes les autres façades du radiateur 1.

Les figures 1 et 2 illustrent un radiateur 1 dont la façade avant 30 présente une forte émissivité (ε compris entre 0,5 et 1 , notamment ε supérieur à 0,8). Dans ce cas, la façade interne 32 est recouverte d'un revêtement 40 ayant une émissivité plus faible que celle de ladite face interne. On choisit par exemple, un matériau ayant une émissivité ε comprise entre 0 et 0,2. Le revêtement 40 est avantageusement un film d'aluminium (ε>0,1 ) appliqué par exemple par collage sur toute la face interne 32 ou sur certaines zones judicieusement choisies. On peut également envisager de revêtir tout ou partie de la face interne 32 par une peinture aluminisée ou une autre peinture de faible émissivité.

Pour ajuster rémissivité globale de la face interne 32, le revêtement 40 comprenant des zones 400 (figure 1 ) ayant une émissivité plus forte que celle dudit revêtement. La face interne 32 présente donc des zones de transfert d'énergie rayonnante ayant des émissivités différentes.

Dans le cas où un film d'aluminium est utilisé, des perforations et/ou des enlèvements de matières sont réalisés sur ledit film. Des trous de quelques millimètres de diamètre peuvent par exemple être envisagés. Les zones 400 découpées ou trouées ont une émissivité correspondant à l'émissivité initiale de la face interne 32 et donc une émissivité plus forte que celle du revêtement 40.

Dans le cas où une peinture de faible émissivité est utilisée, un pochoir permet de délimiter les zones peintes des zones 400 non peintes ayant une émissivité correspondant à l'émissivité initiale de la face interne 32 et donc une émissivité plus forte que celle du revêtement 40. Les zones peintes peuvent consister en des points de quelques millimètres de diamètres.

Au niveau des zones couvertes par le revêtement 40, le transfert de l'énergie rayonnante vers la face externe 31 est réduit. A l'inverse, le transfert de l'énergie rayonnante vers la face externe 31 est favorisé au niveau des zones 400. Ce transfert peut encore être amélioré en revêtant les zones 400 d'une peinture époxy de forte émissivité (ε>0,9). La demanderesse a pu constater qu'en limitant l'espacement des zones 400 à quelques centimètres, on évitait une sensation de points chauds/froids au toucher de la face externe 31.

Les figures 3 et 4 illustrent un radiateur 1 dont la façade avant 30 présente une faible émissivité (ε compris entre 0 et 0,5 et notamment ε inférieur à 0,4). Dans ce cas, la façade interne 32 est partiellement recouverte d'un revêtement 40' ayant une émissivité plus forte que celle de ladite face interne. On choisit par exemple, un matériau ayant une émissivité ε supérieure à 0,8 et préférentîeilement supérieure à 0,9, Le revêtement 40 est avantageusement une peinture époxy de forte émissivité (ε>0,9) appliquée sur la face interne 32, par exemple par pulvérisation sous forme de bandes de quelques centimètres de largeur (figure 3) ou de points de quelques millimètres de diamètre obtenus à l'aide d'un pochoir. Toute autre sérigraphie est envisageable. Les zones 400' non revêtues présentent une émissivité correspondant à rémissivité initiale de la face interne 32, c'est-à- dire une émissivité plus faible que celle du revêtement 40'. La face interne 32 présente donc des zones de transfert d'énergie rayonnante 40', 400' ayant des émissivifés différentes. Au niveau des zones couvertes par le revêtement 40', le transfert de i'énergie rayonnante vers la face externe 31 est favorisé. A l'inverse, le transfert de l'énergie rayonnante vers la face externe 31 est réduit au niveau des zones 400' non revêtues. En pratique et de manière générale, avant de positionner Se revêtement 40,

40', le comportement thermique de la façade 30 est préalablement évalué de façon à repérer les zones chaudes et froides de Sa face externe 31. La répartition, la taille et/ou Sa concentration des zones de forte émissivité 400, 40' et/ou des zones de faible émissivité 40, 400', seront alors adaptées pour ajuster avec précision la température atteinte localement sur la face externe 31.