FR2944586A1 - Heat transfer fluid heating device for use in e.g. low temperature floor heating installation, has conducting unit fixed on surface of pipe and extending in continuous way along pipe to allow localization of device in masonry element - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte à un dispositif de chauffage par circulation de fluide caloporteur destiné à être intégré dans un ouvrage de maçonnerie, et à une installation de chauffage pour un ouvrage de maçonnerie comportant un tel dispositif de chauffage. The present invention relates to a heat transfer fluid heating device intended to be integrated into a masonry structure, and to a heating installation for a masonry structure comprising such a heating device.
Elle se rapporte plus particulièrement à un dispositif de chauffage comportant un tuyau de circulation d'un fluide caloporteur. Lorsqu'un dispositif de chauffage par circulation de fluide caloporteur est intégré dans un ouvrage de maçonnerie, autrement dit à l'intérieur dudit ouvrage, ce dispositif est invisible de l'extérieur de sorte qu'il est complexe d'engager des travaux sur l'ouvrage sans risquer d'endommager le tuyau du dispositif de chauffage. Dans le cas d'une installation du type installation de plancher chauffant, autrement appelé plancher chauffant, plancher chauffant basse température (PCBT) ou plancher rayonnant, le tuyau de circulation est intégré à l'intérieur d'une chape d'enrobage ou chape de ragréage qui peut par exemple être du type béton de propreté. Ainsi, une fois noyé dans la chape, le tuyau de circulation n'est plus visible et il devient difficile de percer cette chape sans risquer de percer le tuyau. Dans le cas d'une installation du type installation de cloison chauffante, plusieurs tuyaux peuvent par exemple être intégrés dans une même cloison pour aller chauffer plusieurs pièces distinctes d'une même habitation. Ainsi, une fois les tuyaux intégrés dans la cloison, il devient difficile voire impossible de localiser les tuyaux et de les distinguer les uns des autres sans plan précis. It relates more particularly to a heating device comprising a circulation pipe of a heat transfer fluid. When a heat transfer fluid heating device is integrated into a masonry structure, that is to say inside said structure, this device is invisible from the outside so that it is difficult to start work on the structure. without damaging the hose of the heater. In the case of an installation of the type floor heating system, otherwise known as floor heating, low temperature heating floor (PCBT) or radiant floor, the circulation pipe is integrated inside a coating or screed patching which may for example be concrete type cleanliness. Thus, once drowned in the screed, the circulation pipe is no longer visible and it becomes difficult to pierce the screed without the risk of piercing the pipe. In the case of an installation of the type of installation of the heating partition, several pipes can for example be integrated in the same partition to go to heat several separate parts of the same house. Thus, once the pipes integrated in the partition, it becomes difficult or impossible to locate the pipes and distinguish them from each other without a specific plan.
Il est connu, pour localiser le ou les tuyaux noyés dans les ouvrages de maçonnerie, de faire circuler un fluide chaud dans le tuyau et ensuite d'utiliser une caméra infrarouge pour localiser le tuyau qui émet alors un image thermique identifiable avec la caméra. Cependant, un tel procédé nécessite de mettre en circulation du fluide chaud dans le tuyau et n'est donc pas envisageable en cas de panne, d'arrêt ou d'absence du moyen de mise en circulation du fluide et/ou du moyen de chauffage du fluide. En outre, ce procédé peut s'avérer coûteux et long dans le cas d'une grande longueur de tuyaux, sans compter l'emploi d'une caméra infrarouge coûteuse. Il est également connu d'employer des balises magnétiques, du type bobines d'induction, rapportées et réparties régulièrement le long du tuyau ; un détecteur de champ magnétique permettra ensuite de repérer les différentes balises et d'en déduire le tracé du tuyau. Néanmoins, ce procédé est coûteux et limité à une résolution équivalente à l'espacement entre deux balises, de sorte qu'il n'est pas possible de détecter de façon continue la localisation du tuyau, ce qui est particulièrement gênant dans les installations de chauffage où le tuyau présente de manière usuelle plusieurs courbures ou changements de direction, avec notamment une forme générale de serpentin. La présente invention a notamment pour but de fournir un moyen de localisation du tuyau de circulation intégré dans un ouvrage de maçonnerie, permettant un repérage continu, notamment le long des boucles et courbures du tuyau, et qui soit facile et peu coûteux à mettre en oeuvre. A cet effet, elle propose un dispositif de chauffage par circulation de fluide caloporteur destiné à être intégré dans un ouvrage de maçonnerie, ledit dispositif comportant au moins un tuyau de circulation du fluide caloporteur et au moins un organe conducteur de l'électricité fixé sur le tuyau et s'étendant de façon sensiblement continue le long du tuyau pour permettre la localisation dudit dispositif une fois intégré dans ledit ouvrage de maçonnerie. Ainsi, ce dispositif permet de localiser aisément le tuyau en injectant un courant électrique dans l'organe conducteur de sorte que ce dernier émet un champ électrique, tout comme une antenne, qui est détectable au moyen d'un appareil de détection classique de champ électrique. Il est donc possible de tracer et repérer le dispositif conforme à l'invention sur toute sa longueur, et en particulier le long des boucles et courbures du tuyau. Selon une caractéristique, l'organe conducteur comporte un organe rectiligne, notamment de section circulaire. Avantageusement, le dispositif ne comporte qu'un seul et unique organe conducteur rectiligne fixé au tuyau. Un tel organe conducteur rectiligne, réalisé sous la forme d'un fil électrique ou d'une bande conductrice, est simple à fixer au tuyau et à connecter à un générateur d'électricité. Il doit cependant être bien compris que l'organe conducteur ne doit pas nécessairement être rectiligne, et qu'il pourrait par exemple en variante être réalisé sous la forme d'un bobinage ou d'une tresse enroulé autour du tuyau. Selon une autre caractéristique, l'organe conducteur est fixé sur la surface externe du tuyau de circulation, permettant ainsi de réaliser un dispositif de façon aisée et peu coûteuse, sans risque de perturber les échanges thermiques entre l'intérieur et l'extérieur du tube. It is known to locate the pipe or pipes embedded in the masonry work, to circulate a hot fluid in the pipe and then use an infrared camera to locate the pipe which then emits an identifiable thermal image with the camera. However, such a process requires circulating hot fluid in the pipe and is therefore not feasible in the event of failure, stopping or absence of the means for circulating the fluid and / or the heating means. fluid. In addition, this process can be costly and time consuming in the case of a long pipe length, not to mention the use of an expensive infrared camera. It is also known to use magnetic tags, such as induction coils, reported and distributed regularly along the pipe; a magnetic field detector will then identify the various tags and deduce the route of the pipe. Nevertheless, this method is expensive and limited to a resolution equivalent to the spacing between two beacons, so that it is not possible to continuously detect the location of the pipe, which is particularly troublesome in heating installations. where the pipe usually has several curvatures or changes of direction, including a general shape of coil. The present invention is intended in particular to provide a means for locating the integrated circulation pipe in a masonry structure, allowing continuous identification, particularly along the loops and curvatures of the pipe, and which is easy and inexpensive to implement . For this purpose, it proposes a heat transfer fluid heating device intended to be integrated in a masonry structure, said device comprising at least one coolant circulation pipe and at least one electrically conductive member fixed on the pipe and extending substantially continuously along the pipe to allow the location of said device once integrated into said masonry structure. Thus, this device makes it easy to locate the pipe by injecting an electric current into the conductive member so that the latter emits an electric field, just like an antenna, which is detectable by means of a conventional electric field detection apparatus. . It is therefore possible to trace and locate the device according to the invention over its entire length, and in particular along the loops and curvatures of the pipe. According to one characteristic, the conductive member comprises a rectilinear member, in particular of circular section. Advantageously, the device comprises only one and only rectilinear conductive member attached to the pipe. Such a rectilinear conductive member, made in the form of an electric wire or a conductive strip, is simple to attach to the pipe and to connect to an electricity generator. However, it should be understood that the conductive member does not necessarily have to be rectilinear, and that it could for example be made in the form of a coil or a braid wound around the pipe. According to another characteristic, the conductive member is fixed on the outer surface of the circulation pipe, thus making it possible to produce a device in an easy and inexpensive manner, without risk of disturbing the heat exchanges between the inside and the outside of the tube. .
Dans une réalisation particulière, le dispositif comporte une couche barrière à la diffusion de l'oxygène recouvrant à la fois le tuyau et l'organe conducteur de sorte que l'organe conducteur est disposé entre la surface externe du tuyau et ladite couche barrière. De cette façon, l'organe conducteur est correctement rattaché au tuyau tout en offrant une barrière de protection contre la diffusion de l'oxygène. L'invention concerne également une installation de chauffage pour un ouvrage de maçonnerie, comportant au moins un dispositif de chauffage conforme à l'invention et intégré dans ledit ouvrage de maçonnerie, dans lequel chaque extrémité du tuyau est raccordée à un moyen de mise en circulation du fluide caloporteur. Dans un mode de réalisation particulier, l'installation est du type installation de plancher chauffant, avec un ouvrage de maçonnerie réalisé généralement sous la forme d'une chape en béton à l'intérieur de laquelle circule le dispositif de chauffage, et plus particulièrement le tuyau formant des boucles et des courbes et pourvu de l'organe conducteur permettant sa détection à travers le béton. Ainsi, comme le tuyau présente plusieurs courbures, notamment en forme générale de serpentin, il est aisé de le suivre de façon continue grâce à 20 l'organe conducteur. On utilise bien entendu un générateur d'électricité raccordé aux deux extrémités de l'organe conducteur, et un moyen de détection du champ électrique émis par ledit organe conducteur pour permettre la localisation du dispositif intégré dans l'ouvrage de maçonnerie. 25 L'invention a également trait à un procédé de localisation d'un dispositif de chauffage conforme à l'invention à l'intérieur d'un ouvrage de maçonnerie, comprenant les étapes suivantes : - raccordement des deux extrémités de l'organe conducteur à un générateur d'électricité ; 30 - génération d'un signal électrique par le générateur d'électricité afin d'établir un champ électrique tout le long du dispositif ; et - détection dudit champ électrique avec un moyen de détection. De façon préférentielle, le signal électrique généré est de fréquence et/ou d'amplitude et/ou de voltage prédéterminés afin de permettre 35 au moyen de détection de distinguer convenablement l'organe conducteur de son environnement. In a particular embodiment, the device comprises an oxygen diffusion barrier layer covering both the pipe and the conductive member so that the conductive member is disposed between the outer surface of the pipe and said barrier layer. In this way, the conductive member is properly attached to the pipe while providing a barrier against the diffusion of oxygen. The invention also relates to a heating installation for a masonry structure, comprising at least one heating device according to the invention and integrated in said masonry structure, in which each end of the pipe is connected to a means of putting into circulation heat transfer fluid. In a particular embodiment, the installation is of the heated floor installation type, with a masonry structure generally made in the form of a concrete screed inside which the heating device circulates, and more particularly the pipe forming loops and curves and provided with the conductive member allowing its detection through the concrete. Thus, since the pipe has several curvatures, in particular in the general shape of a coil, it is easy to follow it continuously thanks to the conductive member. It is of course used an electricity generator connected to both ends of the conductive member, and a means for detecting the electric field emitted by said conductive member to allow the location of the device integrated in the masonry work. The invention also relates to a method of locating a heating device according to the invention inside a masonry structure, comprising the following steps: - connection of the two ends of the conductive member to an electricity generator; 30 - generation of an electrical signal by the electricity generator to establish an electric field throughout the device; and - detecting said electric field with a detection means. Preferably, the electrical signal generated is of predetermined frequency and / or amplitude and / or voltage so as to enable the detecting means to properly distinguish the conductive member from its environment.
L'invention porte aussi sur un procédé de fabrication d'un dispositif de chauffage conforme à l'invention, comportant les étapes suivantes : - réalisation du tuyau par extrusion ; - dépose en continu de l'organe conducteur sur la surface externe du tuyau de circulation. Le procédé de fabrication peut en outre comprendre, après l'étape de dépose en continu de l'organe conducteur, une étape de recouvrement du tuyau et de l'organe conducteur par une couche barrière à la diffusion de l'oxygène. The invention also relates to a method of manufacturing a heating device according to the invention, comprising the following steps: - realization of the pipe by extrusion; - Continuous removal of the conductive member on the outer surface of the circulation pipe. The manufacturing method may further comprise, after the step of continuously depositing the conductive member, a step of covering the pipe and the conductive member by a barrier layer to the diffusion of oxygen.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'une installation de plancher chauffant comportant un dispositif de chauffage conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe transversale de l'installation de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue détaillée en coupe transversale du dispositif de chauffage conforme à l'invention ; - la figure 4 est une vue en perspective d'un tronçon du dispositif de chauffage conforme à l'invention ; - la figure 5 est une vue schématique d'une installation de chauffage conforme à l'invention lors de l'étape de localisation. Les figures 1 et 2 représentent un exemple d'installation de chauffage conforme à l'invention, où ladite installation est du type installation de plancher chauffant. Cette installation comporte un dispositif de chauffage 1 conforme à l'invention qui est illustré isolément aux figures 3 et 4. Le dispositif de chauffage 1 comporte : - un tuyau 10 de circulation du fluide caloporteur ; et - un organe conducteur 11 de l'électricité fixé sur le tuyau 10 et s'étendant de façon continue sur la longueur du tuyau 10 comme visible notamment en figure 5. Le tuyau 10 est réalisé dans un matériau flexible, afin de pouvoir former des boucles et courbures dans l'ouvrage de maçonnerie, et résistants aux hautes températures pour permettre son utilisation en réseau de chauffage. Ainsi, le tuyau 10 peut par exemple être réalisé en polyéthylène réticulé (PE) ou sous la forme d'un tube multicouche. L'organe conducteur 11 illustré aux figures 3 et 4 est réalisé sous la forme d'un fil conducteur électrique, comme par exemple un fil en cuivre, fixé 5 sur la surface externe du tuyau 10 tout le long du tuyau 10. Le dispositif 1 peut être réalisé de la façon suivante : - réalisation du tuyau 10 par extrusion au moyen d'une extrudeuse ; - dépose en continu du fil conducteur 11 sur la surface externe du tuyau 10, directement en sortie de l'extrudeuse ; et 10 - recouvrement du tuyau 10 et du fil conducteur 11 par une couche barrière 12 à la diffusion de l'oxygène. Cette couche barrière 12, visible en figure 3, favorise le maintien du fil conducteur 11 sur la surface externe du tuyau 10 tout en remplissant son rôle de barrière à la diffusion de l'oxygène ; la couche barrière 12 recouvrant à 15 la fois le tuyau 10 et le fil conducteur 11 de sorte que ledit fil conducteur 11 est disposé entre la surface externe du tuyau 10 et la une couche barrière 12. L'installation de plancher chauffant visible aux figures 1 et 2 comprend, de haut en bas : - un revêtement de sol 2, notamment du type carrelage ; 20 - une colle de fixation 3 du revêtement de sol 2, notamment du type colle de carrelage ; - une chape d'enrobage 4 réalisée notamment au moyen de béton adjuvé et éventuellement armé, c'est-à-dire pourvue d'une nappe en treillis soudés 40 ; - un dispositif de chauffage 1 conforme à l'invention intégré dans l'ouvrage de 25 maçonnerie qu'est la chape d'enrobage 4, le tuyau 1 étant au moins partiellement noyé dans la chape d'enrobage 4 ; - une paroi isolante 5 du type dalle plane ou dalle à plots ; - un éventuel ravoirage 6 formant un support béton permettant d'atteindre la côte de niveau souhaitée et, éventuellement, d'y loger des canalisations 30 d'électricité 60, ledit ravoirage 6 étant notamment réalisé au moyen d'un mortier autonivelant ; et - une dalle porteuse 7. Comme visible en figure 5, le tuyau 10 forme une boucle de retour, chaque extrémité 13 dudit tuyau 10 étant raccordée à un moyen de mise en 35 circulation 8 du fluide caloporteur pour que le fluide chaud circule dans tout le tuyau 10 entre une entrée et une sortie de ce moyen de mise en circulation 8 et assure ainsi le chauffage d'une pièce de l'habitat. Pour permettre la localisation continue du dispositif de chauffage 1 à l'intérieur de l'ouvrage de maçonnerie, comme par exemple la chape de 5 béton 4 décrite ci-dessus, il suffit de : - raccorder les des deux extrémités du fil conducteur 11 à un générateur d'électricité 9, comme visible en figure 5, au moyen de deux fils de liaison 90 ; - mettre en marche le générateur d'électricité 9 afin d'établir un champ électrique tout le long du dispositif 1, le fil conducteur 11 se comportant alors 10 comme une antenne ; et - détecter ce champ électrique avec un moyen de détection adéquat formant récepteur. Le type de générateur d'électricité 9 employé et le type de signal électrique envoyé dans le fil conducteur 11 dépendent de la composition et de 15 l'épaisseur de l'ouvrage de maçonnerie à travers lequel le champ électrique doit passer, et également de la sensibilité du moyen de détection employé. Il est par exemple envisageable de choisir un générateur à haute impédance et/ou un générateur hautes fréquences, et également envisageable d'envoyer un signal périodique, tel qu'un signal carré, dans le fil conducteur 11.Other characteristics and advantages of the present invention will appear on reading the detailed description below, of an example of non-limiting implementation, with reference to the appended figures in which: FIG. perspective of a floor heating installation comprising a heating device according to the invention; - Figure 2 is a cross sectional view of the installation of Figure 1; - Figure 3 is a detailed cross-sectional view of the heating device according to the invention; FIG. 4 is a perspective view of a section of the heating device according to the invention; - Figure 5 is a schematic view of a heating system according to the invention during the locating step. Figures 1 and 2 show an example of a heating system according to the invention, wherein said installation is of the floor type heating system. This installation comprises a heating device 1 according to the invention which is illustrated in isolation in FIGS. 3 and 4. The heating device 1 comprises: a pipe 10 for circulating the heat transfer fluid; and a conductive member 11 of electricity fixed on the pipe 10 and extending continuously along the length of the pipe 10 as can be seen in particular in FIG. 5. The pipe 10 is made of a flexible material so as to form loops and curvatures in the masonry structure, and resistant to high temperatures to allow its use in heating network. Thus, the pipe 10 may for example be made of crosslinked polyethylene (PE) or in the form of a multilayer pipe. The conductive member 11 illustrated in FIGS. 3 and 4 is made in the form of an electrical conducting wire, for example a copper wire, fixed on the outside surface of the pipe 10 all along the pipe 10. The device 1 can be realized in the following way: - realization of the pipe 10 by extrusion by means of an extruder; - Continuous removal of the conductive wire 11 on the outer surface of the pipe 10, directly at the output of the extruder; and covering the pipe 10 and the conductive wire 11 with a barrier layer 12 for the diffusion of oxygen. This barrier layer 12, visible in Figure 3, promotes the maintenance of the conductor wire 11 on the outer surface of the pipe 10 while fulfilling its role of barrier to the diffusion of oxygen; the barrier layer 12 covering both the pipe 10 and the conductive wire 11 so that said conductive wire 11 is disposed between the outer surface of the pipe 10 and the barrier layer 12. The floor heating system shown in FIGS. and 2 comprises, from top to bottom: - a floor covering 2, in particular of the tiling type; 20 - a fixing adhesive 3 of the floor covering 2, in particular of the tile adhesive type; - A coating yoke 4 made in particular by means of adjuvant concrete and optionally reinforced, that is to say provided with a welded mesh web 40; a heating device 1 according to the invention integrated in the masonry structure that is the covering screed 4, the pipe 1 being at least partially embedded in the covering screed 4; an insulating wall 5 of the flat slab type or slab with studs; - A possible ravoirage 6 forming a concrete support to reach the desired level of coast and, possibly, to house electricity pipes 60, said ravoirage 6 being in particular realized by means of a self-leveling mortar; and as shown in FIG. 5, the pipe 10 forms a return loop, each end 13 of said pipe 10 being connected to a circulation means 8 for circulating the coolant so that the hot fluid circulates in all the pipe 10 between an inlet and an outlet of this circulation means 8 and thus ensures the heating of a room of the habitat. To allow the continuous location of the heating device 1 inside the masonry structure, such as for example the concrete screed 4 described above, it suffices to: - connect the two ends of the wire 11 to an electricity generator 9, as shown in Figure 5, by means of two connecting son 90; - Turn on the electricity generator 9 to establish an electric field all along the device 1, the conductor wire 11 then behaving like an antenna; and - detecting this electric field with a suitable detection means forming a receiver. The type of electricity generator 9 used and the type of electrical signal sent in the conductive wire 11 depend on the composition and thickness of the masonry structure through which the electric field is to pass, and also the sensitivity of the detection means employed. For example, it is conceivable to choose a high-impedance generator and / or a high-frequency generator, and also possible to send a periodic signal, such as a square signal, into the conductive wire 11.
20 Ce procédé de détection permet ainsi une détection précise en tout point, sur de faibles et moyennes épaisseurs de l'ouvrage de maçonnerie, de manière instantanée, tuyau par tuyau en cas de pluralités de tuyau, sans avoir à mettre en circulation de l'eau chaude dans le tuyau, et en utilisant un matériel peu coûteux.This detection method thus makes it possible to accurately detect, at any point, on small and medium thicknesses of the masonry work, instantaneously, pipe by pipe in case of pluralities of pipe, without having to put into circulation the hot water in the pipe, and using inexpensive equipment.
25 Bien entendu l'exemple de mise en oeuvre évoqué ci-dessus ne présente aucun caractère limitatif et d'autres détails et améliorations peuvent être apportés au dispositif et à l'installation de chauffage selon l'invention, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Par exemple, le dispositif peut comprendre un ou plusieurs fils ou 30 rubans conducteurs placés le long d'une ou plusieurs génératrices du tuyau au moment de sa fabrication. Of course the implementation example mentioned above is not limiting in nature and further details and improvements can be made to the device and to the heating system according to the invention, without departing from the scope of the present invention. the invention. For example, the device may comprise one or more conductive wires or ribbons placed along one or more generators of the pipe at the time of its manufacture.
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