CH719601A1 - Heating device for a swimming pool. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif pour chauffer une piscine. Le dispositif comporte une structure électrothermique flexible (100) sensiblement planaire ayant une face destinée à laisser passer des rayons infrarouges et comportant au moins une couche polymérique de substrat, au moins une couche électrothermique comportant un élément résistif (149) de forme sensiblement rectangulaire avec une largeur sensiblement égale à la largeur de la structure (100) et au moins une couche conductrice connectant l'élément résistif (149) à au moins une borne d'entrée (131) et au moins une borne de sortie (132), la structure (100) étant recouverte d'au moins une couche polymérique de passivation.The present invention relates to a device for heating a swimming pool. The device comprises a flexible, substantially planar electrothermal structure (100) having a face intended to allow infrared rays to pass through and comprising at least one polymeric substrate layer, at least one electrothermal layer comprising a resistive element (149) of substantially rectangular shape with a width substantially equal to the width of the structure (100) and at least one conductive layer connecting the resistive element (149) to at least one input terminal (131) and at least one output terminal (132), the structure (100) being covered with at least one polymeric passivation layer.
Description
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
[0001] La présente invention porte sur des techniques pour chauffer une grande quantité de l'eau, par exemple de l'eau d'une une piscine. [0001] The present invention relates to techniques for heating a large quantity of water, for example water from a swimming pool.
ÉTAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE TECHNIQUE
[0002] On connait les systèmes de pompes à chaleur pour chauffer les piscines, ainsi que les systèmes de chauffage solaire. Ces deux types de systèmes nécessite une infrastructure qui peuvent être encombrants ou inesthétiques et qui peuvent être couteux à mettre en oeuvre. [0002] We know about heat pump systems for heating swimming pools, as well as solar heating systems. Both types of systems require infrastructure that can be bulky or unsightly and can be expensive to implement.
[0003] Un but de la présente invention est de proposer un système de chauffage pour piscine qui soit pratique à installer et discret. [0003] An aim of the present invention is to propose a swimming pool heating system which is practical to install and discreet.
RÉSUMÉ DE L'INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION
[0004] Un but de la présente invention est de proposer une méthode et un dispositif pour dégeler les routes gelées ou enneigées qui soit efficaces et moins nuisibles à l'environnement. [0004] An aim of the present invention is to propose a method and a device for thawing frozen or snowy roads which is effective and less harmful to the environment.
[0005] Selon un premier aspect, un dispositif de chauffage pour piscines est décrit, comportant une structure électrothermique, flexible, sensiblement planaire, la structure électrothermique ayant une face avant destinée à laisser passer des rayons infrarouges et une face arrière opposée à la face avant, la structure ayant une largeur et une longueur, soit une surface, la structure comportant : au moins une borne électrique d'entrée ; au moins une borne électrique de sortie ; un substrat pour recevoir une pluralité de couches de la structure, le substrat comprenant au moins une couche polymérique de substrat ; au moins une couche électrothermique comportant un élément résistif ayant une entrée et une sortie, l'élément résistif ayant une forme sensiblement rectangulaire avec une largeur sensiblement égale à la largeur de la structure ; et au moins une couche conductrice pour connecter: la borne d'entrée de la structure à l'entrée de l'élément résistif ; et la borne de sortie de la structure à la sortie de l'élément résistif ; la structure étant recouverte d'une passivation comprenant au moins une couche polymérique de passivation.[0005] According to a first aspect, a heating device for swimming pools is described, comprising a flexible, substantially planar electrothermal structure, the electrothermal structure having a front face intended to allow infrared rays to pass through and a rear face opposite the front face , the structure having a width and a length, i.e. a surface, the structure comprising: at least one electrical input terminal; at least one electrical output terminal; a substrate for receiving a plurality of layers of the structure, the substrate comprising at least one polymeric substrate layer; at least one electrothermal layer comprising a resistive element having an input and an output, the resistive element having a substantially rectangular shape with a width substantially equal to the width of the structure; and at least one conductive layer for connecting: the input terminal of the structure to the input of the resistive element; and the output terminal of the structure at the output of the resistive element; the structure being covered with a passivation comprising at least one polymeric passivation layer.
[0006] Selon un autre aspect, un système de chauffage pour piscine comprenant le dispositif décrit plus haut et une alimentation adaptée pour alimenter en électricité les bornes de la structure électrothermique du dispositif. [0006] According to another aspect, a swimming pool heating system comprising the device described above and a power supply adapted to supply electricity to the terminals of the electrothermal structure of the device.
DESCRIPTION SOMMAIRE DES DESSINSSUMMARY DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0007] Les caractéristiques de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description de plusieurs formes d'exécution données uniquement à titre d'exemple, nullement limitative en se référant aux figures schématiques, dans lesquelles : – La figure 1 montre les différentes couches présentes dans une structure électrothermique utilisable dans un dispositif de chauffage d'une piscine selon un mode de réalisation décrit dans le présent document ; – La figure 2 illustre un schéma électrique équivalent représentant une couche électrothermique qui peut être déployée dans un mode de réalisation de la structure électrothermique utilisable dans un dispositif de chauffage d'une piscine selon un mode de réalisation de l'invention ; – La figure 3 montre les couches présentes dans une structure électrothermique utilisable dans un dispositif de chauffage d'une piscine selon un autre mode de réalisation ; et – La figure 4 montre les couches présentes dans une autre structure électrothermique utilisable dans un dispositif de chauffage d'une piscine selon un autre mode de réalisation.[0007] The characteristics of the invention will appear more clearly on reading the description of several embodiments given solely by way of example, in no way limiting with reference to the schematic figures, in which: – Figure 1 shows the different layers present in an electrothermal structure usable in a swimming pool heating device according to an embodiment described in this document; – Figure 2 illustrates an equivalent electrical diagram representing an electrothermal layer which can be deployed in one embodiment of the electrothermal structure usable in a swimming pool heating device according to one embodiment of the invention; – Figure 3 shows the layers present in an electrothermal structure usable in a swimming pool heating device according to another embodiment; and – Figure 4 shows the layers present in another electrothermal structure usable in a swimming pool heating device according to another embodiment.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0008] La présente invention concerne un dispositif de chauffage d'une piscine. Selon un premier mode de réalisation, une structure électrothermique peut être employée pour chauffer l'eau de la piscine par émission de rayons infrarouges. The present invention relates to a device for heating a swimming pool. According to a first embodiment, an electrothermal structure can be used to heat the water in the swimming pool by emitting infrared rays.
[0009] La structure électrothermique multicouche est une feuille flexible, qui comporte un élément chauffant par l'effet Joule. L'élément chauffant comporte un matériau électrothermique, qui chauffe lorsqu'il conduit un courant électrique. Selon un mode de réalisation, le matériau électrothermique a un coefficient de température positive (PTC). Selon un mode de réalisation, le matériau a une émissivité tel qu'en chauffant, il se met à émettre de la radiation infrarouge, préférablement de l'infrarouge lointain. Ainsi, la structure électrothermique de la présente invention chauffe par l'effet de la radiation infrarouge plutôt que par convection. Le choix de rayonnement infrarouge lointain (far infra-red) est fait pour favoriser la sensation de chaleur ressenti par un être humain, car le corps humain favorise l'absorption de radiation dans ce spectre. Par infrarouge lointain, on comprend des rayons infrarouges ayant des longueurs d'ondes compris entre 25um et 350um [0009] The multilayer electrothermal structure is a flexible sheet, which includes a Joule effect heating element. The heating element includes an electrothermal material, which heats when it conducts an electric current. According to one embodiment, the electrothermal material has a positive temperature coefficient (PTC). According to one embodiment, the material has an emissivity such that when heated, it begins to emit infrared radiation, preferably far infrared. Thus, the electrothermal structure of the present invention heats by the effect of infrared radiation rather than by convection. The choice of far infrared radiation is made to promote the sensation of heat felt by a human being, because the human body favors the absorption of radiation in this spectrum. By far infrared, we understand infrared rays having wavelengths between 25um and 350um
[0010] De préférence, la structure électrothermique de la présente invention est sensiblement planaire, s'étendant dans deux dimensions. La structure est longiforme de préférence, ayant une longueur plusieurs fois plus importante que sa largeur. Selon un mode de réalisation, la structure électrothermique a une certaine souplesse tel qu'elle est suffisamment flexible pour être enroulée sur elle-même. Les structures de la présente invention sont donc faciles à manipuler et à transporter. Preferably, the electrothermal structure of the present invention is substantially planar, extending in two dimensions. The structure is preferably elongated, having a length several times greater than its width. According to one embodiment, the electrothermal structure has a certain flexibility such that it is sufficiently flexible to be rolled up on itself. The structures of the present invention are therefore easy to handle and transport.
[0011] Les matériaux choisis pour l'encapsulation de la structure, soit le substrat et la passivation, sont choisis pour laisser passer les rayons infrarouges. De préférence, au moins une de deux surfaces laisse passer les rayons infrarouges. Dans un mode de réalisation, une couche réfléchissante est utilisée pour favoriser le passage des rayons infrarouges par une seule face de la structure, soit la face dite la face avant, plutôt que par la face arrière. Dans d'autres modes de réalisation, les rayons infrarouges peuvent passer par la face avant et la face arrière de la structure. [0011] The materials chosen for the encapsulation of the structure, namely the substrate and the passivation, are chosen to allow infrared rays to pass through. Preferably, at least one of the two surfaces allows infrared rays to pass through. In one embodiment, a reflective layer is used to promote the passage of infrared rays through a single side of the structure, i.e. the side called the front side, rather than through the rear side. In other embodiments, the infrared rays can pass through the front face and the rear face of the structure.
[0012] La figure 1 montre les couches qui peuvent être présents dans une structure électrothermique 100 selon un mode de réalisation de l'invention. La structure est construite sur une base, soit le substrat 110. Selon un mode de réalisation, le substrat est fait d'une couche de matériau polymère flexible, par exemple le polyéthylène téréphtalate (PET). Une couche conductrice 130 vient ensuite. Selon un mode de réalisation de l'invention, la couche conductrice est une encre conductrice, déposée par un procédé de „slot dies“ puis séchée par rayonnement infrarouge, ce qui favorise un séchage rapide. Optionnellement, pour faciliter l'accrochage de l'encre à la couche polymérique du substrat, le substrat subit un traitement plasma. Dans un autre mode de réalisation, une couche d'apprêt peut être appliqué sur le substrat au lieu d'utiliser le traitement plasma pour assurer l'accrochage de la couche conductrice sur le substrat. [0012] Figure 1 shows the layers which may be present in an electrothermal structure 100 according to one embodiment of the invention. The structure is built on a base, namely the substrate 110. According to one embodiment, the substrate is made of a layer of flexible polymer material, for example polyethylene terephthalate (PET). A conductive layer 130 comes next. According to one embodiment of the invention, the conductive layer is a conductive ink, deposited by a “slot dies” process then dried by infrared radiation, which promotes rapid drying. Optionally, to facilitate adhesion of the ink to the polymeric layer of the substrate, the substrate undergoes plasma treatment. In another embodiment, a primer layer can be applied to the substrate instead of using plasma treatment to ensure adhesion of the conductive layer to the substrate.
[0013] Sur la couche conductrice est dessiné, en encre conductrice, un certain nombre de conducteurs de courant pour amener un courant qui arrive sur une paire de bornes 131 132, entrée / sortie, situées préférablement vers un bord de la structure, au moins vers l'élément chauffant de la structure. La figure 2 montre un schéma électrique qui représente l'élément chauffant 149 de la structure 100, avec ses bornes d'entrée 131 et sortie 132. L'élément chauffant est représenté par une résistance 149. [0013] On the conductive layer is drawn, in conductive ink, a certain number of current conductors to bring a current which arrives at a pair of terminals 131 132, input/output, preferably located towards one edge of the structure, at least towards the heating element of the structure. Figure 2 shows an electrical diagram which represents the heating element 149 of the structure 100, with its input 131 and output 132 terminals. The heating element is represented by a resistor 149.
[0014] Selon la mode de réalisation décrit ci-dessus, l'élément chauffant se trouve dans la couche électrothermique, qui est dénotée 140 dans la figure 1. L'élément chauffant peut avoir n'importe quelle forme pour autant qu'il présente une résistance suffisante pour produire 'effet Joule souhaité. Grâce aux propriétés d'émissivité du matériau électrothermique choisi comme élément chauffant, ses dimensions vont dicter la température, en fonction du courant, et la quantité de rayonnement infrarouge produit. Le matériau électrothermique de l'élément chauffant peut être déposé par un procédé de sérigraphie, comme la couche conductive, de préférence par un procédé de slot dies. Des contacts entre le matériau électrothermique de la couche électrothermique et le matériau conductif de la couche conductive se font aux endroits où les deux matériaux se touchent, ainsi créent la résistance, représentée schématiquement dans la figure 2. La résistance à une entrée et une sortie. Dans un mode de réalisation, l'entrée de la résistance est reliée à la borne d'entrée de la structure et la sortie de la résistance est reliée à la borne de sortie de la structure. According to the embodiment described above, the heating element is located in the electrothermal layer, which is denoted 140 in Figure 1. The heating element can have any shape as long as it presents sufficient resistance to produce the desired Joule effect. Thanks to the emissivity properties of the electrothermal material chosen as the heating element, its dimensions will dictate the temperature, depending on the current, and the quantity of infrared radiation produced. The electrothermal material of the heating element can be deposited by a screen printing process, like the conductive layer, preferably by a slot die process. Contacts between the electrothermal material of the electrothermal layer and the conductive material of the conductive layer are made at the places where the two materials touch, thus creating the resistance, shown schematically in Figure 2. The resistance at an input and an output. In one embodiment, the input of the resistor is connected to the input terminal of the structure and the output of the resistor is connected to the output terminal of the structure.
[0015] Comme indiqué dans la figure 1, la dernière couche est une couche de passivation 120. La couche de passivation peut être faite du même matériau que la couche de substrat, soit un polymère flexible, de préférence laissant passer des rayons infrarouges. Selon un mode de réalisation, la couche de passivation est en polyéthylène téréphtalate (PET). Selon un mode de réalisation, une couche de colle est utilisée pour fixer la couche de passivation sur la couche électrothermique. Ainsi une structure dite „sarcophage“ assure l'étanchéité à l'air et à l'eau pour protéger l'élément chauffant et les conducteurs électriques. As indicated in Figure 1, the last layer is a passivation layer 120. The passivation layer can be made of the same material as the substrate layer, i.e. a flexible polymer, preferably allowing infrared rays to pass through. According to one embodiment, the passivation layer is made of polyethylene terephthalate (PET). According to one embodiment, a layer of glue is used to fix the passivation layer on the electrothermal layer. Thus a structure called a “sarcophagus” ensures airtightness and watertightness to protect the heating element and the electrical conductors.
[0016] Selon un mode de réalisation, la colle est une colle en polyuréthane, traitée à chaud. La colle en polyuréthane peut être déposée en phase liquide. Selon un autre mode de réalisation, la colle est solide, par exemple une colle „PSA“ (pressure sensitive adhésive), l'adhésion fonctionnant en appliquant une pression mécanique. [0016] According to one embodiment, the glue is a heat-treated polyurethane glue. Polyurethane glue can be deposited in the liquid phase. According to another embodiment, the glue is solid, for example a “PSA” glue (pressure sensitive adhesive), the adhesion functioning by applying mechanical pressure.
[0017] La figure 1 montre l'ordre des couches en commencent du bas vers le haut avec la couche de substrat 110, la couche conductrice 130, la couche électrothermique 140 et la couche de passivation 120. Dans d'autres modes de réalisation, il est possible de changer l'ordre, par exemple: substrat 110, électrothermique 140, conductrice 130, passivation 120; ou passivation 120, conductrice 130, électrothermique 140, substrat 110; ou encore passivation 120, électrothermique 140, conductrice 130, substrat 110. [0017] Figure 1 shows the order of the layers starting from bottom to top with the substrate layer 110, the conductive layer 130, the electrothermal layer 140 and the passivation layer 120. In other embodiments, it is possible to change the order, for example: substrate 110, electrothermal 140, conductive 130, passivation 120; or passivation 120, conductive 130, electrothermal 140, substrate 110; or even passivation 120, electrothermal 140, conductive 130, substrate 110.
[0018] Selon un mode de réalisation, la radiation passe par une face de la structure, soit par la passivation, soit par le substrat. Dans ce mode de réalisation, la structure comporte une couche réfléchissante pour réfléchir les rayons infrarouges lointains vers un des deux surfaces, soit la face avant. L'autre face est la face arrière. La couche réfléchissante est faite en aluminium selon un mode de réalisation préféré et est placée vers la face arrière. [0018] According to one embodiment, the radiation passes through one face of the structure, either through passivation or through the substrate. In this embodiment, the structure includes a reflective layer to reflect far infrared rays towards one of the two surfaces, i.e. the front face. The other side is the back side. The reflective layer is made of aluminum according to a preferred embodiment and is placed towards the rear face.
[0019] Selon un mode préféré de réalisation, le substrat comporte deux couches polymériques de substrat, collées ensemble. La passivation peut aussi comporter deux couches polymériques de passivation collées ensemble. Ainsi, la structure donne une bonne isolation électrique ainsi qu'une protection mécanique contre les griffures ou d'autres dégradations de la surface. Le fait d'avoir deux couches collées ensemble offre une meilleure protection mécanique qu'une seule couche ayant une épaisseur doublée, parce que la couche de colle offre une barrière pour arrêter la propagation d'une éventuelle coupure ou déchirure dans une couche polymérique. La figure 3 et la figure 4 montrent des exemples de structures ayant des doubles couche polymériques de substrat et de passivation. [0019] According to a preferred embodiment, the substrate comprises two polymeric layers of substrate, glued together. The passivation can also include two polymeric passivation layers glued together. Thus, the structure provides good electrical insulation as well as mechanical protection against scratches or other surface damage. Having two layers glued together provides better mechanical protection than a single layer having double the thickness, because the glue layer provides a barrier to stop the propagation of a possible cut or tear in a polymeric layer. Figure 3 and Figure 4 show examples of structures having double polymer layers of substrate and passivation.
[0020] Les couches polymériques (de substrat ou de passivation) peuvent être faites en PET selon un mode préféré de réalisation mais peuvent également être faites en polyéthylène (PE), polypropylène (PP), polychlorure de vinyle (PVC), PVC souple (PVC-P), polystyrène (PS), polycarbonate (PC), polyméthacrylate de méthyle (PMMA), polyoxyméthylène (POM), polytéréphtalate d'éthylène (PET), polyester, co-polyester, polyétheréthercétone (PEEK), polyamide, notamment le polyamide 6 (PA6), le polyamide 12 (PA12), le polyamide 10, le polyamide 610, le polyamide 66, le polyamide à base de constituants aliphatiques et cycloaliphatiques tels que notamment MACM12 ou le co-polyamide amorphe, de préférence à base de PA12, ou des copolymères ou mélanges de ceux-ci. The polymeric layers (substrate or passivation) can be made of PET according to a preferred embodiment but can also be made of polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), flexible PVC ( PVC-P), polystyrene (PS), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polyoxymethylene (POM), polyethylene terephthalate (PET), polyester, co-polyester, polyetheretherketone (PEEK), polyamide, in particular polyamide 6 (PA6), polyamide 12 (PA12), polyamide 10, polyamide 610, polyamide 66, polyamide based on aliphatic and cycloaliphatic constituents such as in particular MACM12 or amorphous co-polyamide, preferably based on PA12, or copolymers or mixtures thereof.
[0021] L'élément résistif peut contenir du carbone, préférablement du graphène. Le graphène peut être une forme de graphène dite microparticules de graphène, préférablement dans une forme de nanoparticules (par exemple 1nm - 100nm) de graphène, soit des nanotubes, soit des nano-sphères, soit des nano-fils de graphène. Cette forme de graphène est préférée pour les procédés de sérigraphie, notamment le slot dies pour ne pas bloquer les becs de sortie d'encre. Le frittage peut être fait à des températures suffisamment basses pour ne pas endommager les couches polymériques. Les conducteurs peuvent être faits en métal, par exemple en argent ou en cuivre. The resistive element may contain carbon, preferably graphene. Graphene can be a form of graphene called graphene microparticles, preferably in a form of nanoparticles (for example 1nm - 100nm) of graphene, either nanotubes, or nano-spheres, or graphene nano-wires. This form of graphene is preferred for screen printing processes, in particular slot dies so as not to block the ink outlet nozzles. Sintering can be done at temperatures low enough not to damage the polymer layers. The conductors can be made of metal, for example silver or copper.
[0022] Selon un mode particulier de l'invention, la couche conductrice comporte du graphène hybride, qui a des propriétés conductives avantageuses. According to a particular embodiment of the invention, the conductive layer comprises hybrid graphene, which has advantageous conductive properties.
[0023] Une piscine peut être de type dit „à coque“, de préférence fabriquée en un matériau thermoformable, par exemple en polymère, ayant un fond et au moins une paroi. Selon un mode de réalisation de l'invention, la paroi et / ou le fond de la piscine à coque peut être recouverte, entièrement ou partiellement, par la structure électrothermique multicouche décrit plus haut. La structure est suffisamment flexible pour pouvoir épouser la surface de la paroi ou du fond de la piscine. La structure peut être attachée à l'extérieur ou à l'intérieure de la piscine. [0023] A swimming pool can be of the so-called “shell” type, preferably made of a thermoformable material, for example a polymer, having a bottom and at least one wall. According to one embodiment of the invention, the wall and/or the bottom of the shell swimming pool can be covered, entirely or partially, by the multilayer electrothermal structure described above. The structure is flexible enough to fit the surface of the wall or bottom of the pool. The structure can be attached to the exterior or interior of the pool.
[0024] Un autre type de piscine peut être construite dans un trou. Après avoir creusé le trou, la structure électrothermique peut être utilisée pour tapisser le trou. Les parois et le fond de la piscine peuvent être construits par des tuiles ou par une couche de béton, par exemple. Selon un mode de réalisation de l'invention, les tuiles ou le béton est posé par-dessus la structure électrothermique. Les bornes électriques de la structure multicouche électrothermique peuvent être reliées à une alimentation électrique pour chauffer la structure, qui chauffe ensuite la piscine. [0024] Another type of swimming pool can be built in a hole. After digging the hole, the electrothermal structure can be used to line the hole. The walls and bottom of the pool can be built with tiles or a layer of concrete, for example. According to one embodiment of the invention, the tiles or concrete are placed on top of the electrothermal structure. The electrical terminals of the electrothermal multilayer structure can be connected to a power supply to heat the structure, which then heats the pool.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH000435/2022A CH719601A1 (en) | 2022-04-12 | 2022-04-12 | Heating device for a swimming pool. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CH000435/2022A CH719601A1 (en) | 2022-04-12 | 2022-04-12 | Heating device for a swimming pool. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH719601A1 true CH719601A1 (en) | 2023-10-31 |
Family
ID=88510746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH000435/2022A CH719601A1 (en) | 2022-04-12 | 2022-04-12 | Heating device for a swimming pool. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH719601A1 (en) |
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2022
- 2022-04-12 CH CH000435/2022A patent/CH719601A1/en unknown
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