Brevet FR2013419A1 — publié le 19700403

Les accumulateurs électriques de chaleur sont réchauffés de préférence pendant la nuit, avec lsénergie électrique bas tarif qui ést alors disponible à un prix avantàgeux. Les masses accumulatrices et leur jaquette calorifuge produisent une accumulation de longue durée de la chaleur produite par l'électricité, chaleur qui peut alors être restituée le lendemain, par exemple pour le chauffage de locaux Une charge maximale de la masse accumulatrice est né cessaire uniquement pendant les nuits les plus froides. Pour toutes les autres conditions climatiques, donc pendant des journées a climat plus clément, la charge doit être moindre en correspondance. On évite de cette manière des pertes de rayonnement.Au surplus, les sollicitations électriqúes et thermique des appareils, notamment des éléments de chaùffage, sont moindres; leur durée de vie augmente. Une mesure de la quantité de chaleur emmagasinée est la température de la masse accumulatrice. Pour le réglage de la température de fin de charge désirée ou nécessaire, les appareils accumulateurssont en général équipés d'un régulateur a dilatation de liquide. Lorsque la température de charge attaint la valeur de consigne, réglée au contact du régulateur, l'arrivée d'6nergie est coupée.Lorsque l'appareil. avait donc encore gardé une certaine chaleur résiduelle de la veille, ce fait estdonc pleinement pris en considération : I'opération de charge effective au cours de la nuit intéressée est alors de plus courte durée, étant donné que la masse accumulatrice atteint sa température de consigne plus tôt que si elle avait dû être chargée å partir d'un état complètement refroidi. Une telle commande rotative du régulateur à la valeur de consigne adéquate peut avoir lieu par télécommande, par exemple à partir d'un poste central, simultanément pour de nombreux appareils. A cet effet, on a déjà proposé le procédé suivant : à l'axe de commande du régulateur de charge sur l'appareil accumulateur est associé un dispositif électro-mécanique pas à pas à cliquets. A l'aide d'une installation à commande centrale à fréquence sonore, donc avec l'utilisation du réseau électrique comme conducteur de signal, ce mécanisme pas à pas est, au commencement de la période bas tarif, alimenté par des impulsions de commande émises par l'entreprise de distribution d'électricité.Le nombre de ces impulsions correspond à l'état climatérique du jour intéréssé- et -p-roduit la commande rotative correspondante de l'axe du régulateur. Cette méthode présente cependant le grand inconvénient qu'il ntest pas possible d'obtenir une poussibilité de réglage en continu, mais uniquement un réglage à tres-grandsgradins. -A l'aide des huit ou dix positions-d'encliquetage habituelles-d'un mécanisme pas à pas à cliquets, la gamme de températures de charge-allant de zéro jusqu'à environ 7000 C ne peut être partagée d'une manière aussi fine qu'il serait souhaitable et rentable. Un accr-olssement-du nombre de gradins impliquerait par contre des dépenses plus élevées- en matière de fabrication; au surplus, des dépenses très grandes devraient être prises en compte pour la transmission du signal de commande global composé des différentes impulsions de pas. Pour expliquer cette situation,-on décrira brièvement le fonctionnement d'une installation à commande centrale étant donné que la fréquence du réseau est seulement de 50 50 Hertz, des signaux dé commande-et de signal de 1.000 Hertz par exemple peuvent sans difficulté être superposés et être séparés par filtrage à l'endroit de réception. Une telle fréquence de signal d'une valeur déterminée est utilisée- dans une installation à commande-centrale pourdes tâches les-plus diverses, par exemple pour la mise en marche et l'arrêt d'éclairage des rues, pour des avertisseurs d'incendie ou des instal latins de traitement de fourrages, pour des appareils à eau chaude, pour des chauffages à -accumulation, etc. Pour différencier les divers groupes de récepteurs réagissant tous à la même fréquence, on utilise le système d'interrogation à eanal : l'émetteur et tous les récepteurs sont équipés de disques rotatifs présentant par exemple chacun cinquante contacts. Suivant la tache impartie, seuls des contacts déterminés sont connectés dans les divers groupes de récepteurs. Tous les propriét-aires de chauffage par accumulation pourraient par exemple avoir une connexion sur le contact N 37 deleur récepteur. Lorsque paréxemple-un signal doit être transmis pour le chauffage par accumulation, ce signal est appliqué d'abord au contact N 37 de l'émetteur. Au commencement de chaque émission de signaux, tous les disques se mettent en marche en même temps et tournent en synchronisme pour effectuer un tour d'interrogation. Dès que tous les disques ont atteint en commun la position 37, le signal injecté à l'émetteur est transmis à tous les récepteurs. Mais seuls les récepteurs dont le contact 37 est connecté, donc dans le présent cas, les récepteurs associés à un chauffage par accumulation, doivent et peuvent traiter ou transmettre ce signal. Dans tous les autres récepteurs de l'installation à commande centrale, ce signal ne produit, comme il est d'ailleurs désiré, aucun effet. Au plus tôt après un tour d'interrogation supplémentaire, le même signal pourrait être répété, etc. Dès lors, pour actionner un mécanisme pas à pas, il est nécessaire d'attendre obligatoirement après chaque cas une période inutilisée de la durée d'un tour d'interrogation tatal. Ce dernier inconvénient se répercute de manière nuisible déjà pour un mécanisme pas à pas de huit étages seulement ment : pour que le régulateur de température de charge puisse, au début de la période de charge bas tarif, être placé à la valeur dé consigne désirée, il est nécessaire, suivant les conditions climatériques, de transmettre, à partir de l'installation à commande centrale vers le mécanisme pas à pas, un à huit et dans le cas le plus fréquent donc cinq ou six impulsions distinctes. Le signal global est composé dans le présente cas d'un nombre déterminé d'impulsions. Avec les installations à commande centrale traditionnelles, d'une durée de cycle d'interrogation de trois minutes par impulsion, cette opération prend donc en moyenne qninze minutes, et pour une charge totale, même vingt-quatre minutes. Avec différentes-installations modernes qui n'exigent que trente secondes par cycle d'interrogation, cette opération prend encore en moyenne deux minutes et demie et dans le cas maximal, même quatre minutes. Cette durée est trop longue pour le motif suivant un arrêt immédiat de l'arrivée d'énergie dans le cas de surcharge ou de défaillance n'est pas possible de la part de l'entreprise de distribution d(électicité. Une commande de charge par l'intermédiaire d'installations à commande centrale peut en effet être particulièrement rentable lorsque le régulateur de charge est commandé directement ; dans ce cas, il est en effet possible de supprimer des relais traditionnels qui précèdent les appareils accumulateurs. Mais cela ne pourrait être mis en pratique que si tout le système est conçu de manière telle qu'un délestage brusque, donc un arrêt subit de l'arrivée d'énergie peut être exécuté d'une manière aussi rapide que possible dans les situations critiques partir de l'entreprise de distribution d'électricité. Etant donné que dans le système proposé plus haut, équipé d'un mécanisme pas à pas, la remise à zéro, donc un arrêt total de la charge, prend plusieurs minutes, cette condition, à savoir un arrêt immédiat, n'est pas satisfaite. Pour des motifs de sécurité, il faudrait donc adopter des mesures supplémentaires et utiliser des ralais, de sorte que l'installation devient à nouveau ou reste croûteuse. Pour supprimer tous ces inconvénients, l'invention vise à développer un procédé dans lequel la télécommande complète du régulateur de charge, à la valeur de consigne ou à zéro, a lieu avec un nombre sensiblement plus petit d'impulsions de signal. Conformément à l'invention, il est proposé de combiner avec les régulateurs de charge des appareils accumulateurs un élément de commande à moteur électrique en continu, et de produire la totalité du réglage rotatif avec un seul signal d'une durée approrpiée. I1 est donc possible d'atteindre toute position intermédiaire désirée et dès lors une précision absolue. Au surplus, l'ensemble de l'opération de commande ne prend que quelques secondes : au commencement et à la fin de l'opération, il suffit de transmettre une seule opération de signal entre lesquelles est intercalé un seul cycle d'interrogation de l'installation à commande centrale, en tant que temps mort. En outre, sur la demande du distributeur de charge d'une centrale électrique, ltélément de commande à moteur électrique en continu peut, après le premier cycle d'interrogation, être également placé en plusieurs gradins à la valeur de consigne necessaire. Dès lors une alimentation échelonnée des appareils accumulateurs contenant des quantités de chaleur résiduelle différentes est possible. Etant donné que dans ce système, une seule impulsion est suffisante au commencement-et àla fin de chaque commande rotative du régulateur de charge, et qu'-il ne faut donc plus une série d'impulsionBj il en résulte l'avantage supplémentaire que la durée de vive de l'émetteur et de tous les recepteurs de l'installation à commande centrale augmente, étant donné que par suite du nombre d'impulsions sensiblement plus- faible, ces dispositifs entrent moins souvent en marche. C?t avantage ne concerne pas seulement les récepteurs associés au chauffage par accumulation, mais, comme on l'a déjà signalé plus hauts tous les récepteurs du secteur de distribution intéressé, quelles que soient les tâches de commande ou de signalisation.Pour cette raison, l'invention présente l'avantage supplémentaire résidant dans le fait que l'ensemble du système n'est pas bloqué d'une manière inutilement longue : tous les autres canaux et récepteurs sont très rapidement de nouveau disponibles pour l'exécution d'autres taches de commande et de signalisation. Un tel procédé de télécommande n'est pas lié de manière indispensable à l'emploi du réseau de distribution d'énergie pour la transmission des signaux. On peut également utiliser des conducteurs de signalisation séparés, qui sont en liaison avec un appareil émetteur d'impulsions de préférence centrales à commande manuelle. Lorsqu'un appareil du commerce servant à retarder, par heure, le commencement de la charge est utilisé en même temps pour la formation du signal de commande de la valeur de consigne de la charge, on obtient l'effet d'un réglage traditionnel de durée de charge, mais avec, en complément, une limitation-de la valeur de consigne de la température, ce qui permet de prendre pleinement en considération la chaleur résiduelleindividuelle de chaque appareil accumulateur. Le signal de commande de la valeur de consigne pourrait également avoir été produit par un capteur de température, lequel est associé à l'immeuble à chauffer et y fournit un signal dont la durée correspond à la situation climatérique ; ce capteur pourrait également produire directement ou indirectement un retardement du commencement de la charge. Dans le cas d'une commande centrale à partir de l'entreprise de distribution d'électricité par contre, on utilisera de préférence l'installation à commande centrale et la durée du signal, conforme aux conditions climatEriques, est également obtenue automatiquement à l'aide d-'un capteur de température central,-ou -ou encore peut être fourni par une station météorologique. Il existe en-outre l'avantage substantiel d'une possibilité d'-intervention de la part du fournisseur d'énergie. C'est ainsi par exemple que la charge du secteur Intéressé peut être totalement interrompue pendant un court laps de temps, au cas où dans le secteur de distribution en question se produit une demande de pointe momentanée ou une défaillance. Cela à son tour peut inciter le fournisseur d'énergie à étendre le secteur réservé au chauffage par accumulation ou à admettre des puissanves de raccordement plus élevées pour le chauffage par accumulation. Etant donné que dans les installations à commande centrale décrites, le commencement et la fin dtun signal de durée doivent être signalés par une impulsion au commencement et une impulsion à la fin, la durée d'attente- minimale de trente secondes, savoir un cycle d'nterrogation de canal des émetteurs et du récepteurs est intercalée entre ces deux impulsions. Ce temps mort de trente secondes doit donc être soustrait dùne manière appropriée ou supprimé ou ponté, au plus tard au niveau de l'élément de commande moteur électrique. Ce résultat peut être atteint par le fait que le régulateur avec son mécanisme est couplé de manière telle qu'la fin de la période de charge bas tarif, donc en général à sept heures du matin, il est, l'aide-d'un signal de commande séparé qui lui est injecté par un conducteur séparé, ramené à zéro. Au commencement de la période bas tarif suivante, la première impulsion qui-arrive a pour effet que l'élément de commande est mis en marche pendant exactement trente secondes, ce qui correspond à -une course à vide ou à la moitié du cycle du régutueur, ou au cycle complet du régulateur. Après cette course -étalonnée de trente secondes, le régulateur- occupe- sa potion maximale ou sa position minimale et continuè immédiátement sa marche jusqu'à l'arrivée de la deuxième impulsion de signal, par laquelle cette opération de commande proprement dite est terminée. Si par exemple, conformément à une température déterminée, un signal global d'une durée de 15 secondes doit être transmis, le commencement et la fin sont éloignés de 45 secondes. Pendant les 30 premières secondes, le régulateur passe alors de préférence à sa position minimale; ou maximale3 ensuite il continue à fonctionner et se commute à la course de retour et après 15 secondes supplémentaires il s'arrête à la position désirée, étant donné que la seconde impulsion arrive et produit l'achèvement de l'ensemble de l'opération de commande. D'une manière analogue, ce principe de comptage du temps mort peut également être appliqué lorsqu'on dispose d'un régulateur susceptible d'effectuer un tour complet. Pendant le temps mort-de l'installation à commande centrale3 ce régulateur pourrait parcourir une distance morte inactive de 90 degrés d'angle par exemple ; la plupart des régulateurs à dilatation de liquide présentent d'ailleurs en tout état de cause une telle zone inactive au début de leur course de commande. D'autre part3 il est possible d'utiliser tout régulateur qui dans ce cas, pendant le temps mort de l'installation à commande centrale, avance automatiquement, par exemple de 180 degrés à "Maximum" ou de 360 degrés à "Zéro et qui ensuite, sans commutation, est entrainé vers la position de consigne proprement dite.L'utilisation d'éléments de commande et de régulateurs adaptés à-ce procédé peut également avoir lieu dans les secteurs où sont encore installés les anciens systèmes à commande centrale d'un cycle d'interrogation de trois minutes. Ce résultat est atteint par le fait que, conformément à une autre caractéristique de l'invention, on intercale du côté récepteur un-relais temporisé qui, après l'arrivée de la première impulsion de signal, transmet cette impulsion avec un retard de 150 secondes, tandis que la deuxième impulsion de signal (qui termine le signal global) passe sans retard. Le dessin annexé représente schématiquement une forme de réalisation de l'objet de l'invention :- le régulateur à dilatation de liquide 1 contrôlant et limitant la température de l'accumulateur électrique- de chaleur 2 est, par I'intermé- -diaire du disque à came 3, réglable à différentes valeurs de réaction. Ce disque à came est entraîné par un élément de commande 4 à moteur électrique, lequel à son tour est commandé, par l'intermédiaire du récepteur 5 d'ùne installation à commande centrale l'aide de signaux (T + t) émis sàus forme d'in tervalles de temps de deux impulsions 6a et 6b par le fournis seur'd'energjetpar l'intermédiaire du réseau de distribution 7. L'intervalle de temps entre ces signaux comprend l'impulsion de commande t proprement dite et la durée constante T du cycle de temps mort du'système, duree- qui est soustraite dans l-'élément de commande 4et qui dès lors n'exerce pas d'action de commande réelle. Une roue de réglage 8 est prévue à l'extérieur de l'appareil accumulateur et est accessible à l'usager. Cette roue permet une adaptation de base individuelle, conformément à la nature de l'immeuble et aux voeux de confort ou d'économie de l'usager. Cette possibilité de réglage de niveau est importante particulièrement dans les cas où, dans un vaste secteur de distribution, le réglage de la valeur de consigne de tous les régulateurs a lieu centralement par le fournisseur de l'énergie qui ne peut donc tenir compte des situations et des voeux individuels. Cette roue de réglage offre également la possibilité d'une réduction poussée-ou totale, en cas d'absence prolongée de l'utilisateur, par exemple pendant un congé d'hiver. Le conducteur du signal de remise à zéro est désigné par R", et le conducteur du signal dé commande est désigné par R'. REVENDIC AT IONS 1. Procédé de télécommande des régulateurs de charge d'accumulateurs électriques de chaleur, caractérisé par l'emploi d'un élément de commande (4) à moteur électrique réglable en continu, en liaison positive avec le régulateur (1), le réglage rotatif de ce régulateur à la valeur de consigne désirée de la température de charge ayant lieu à l'aide d'un signal de commande d'une durée appropriée (t). 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la durée du signal de commande est de préférence présélectionné simultanément pour plusieurs appareils -accumula teurs, sur un appareil de commande de durée maneeuvrable à la main. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que dans l'appareil de commande de durée, par une seule manoeuvre,est déclenché tantunretardement par heures du commencement de la charge qu'également une durée, en secondes, proportionnelle à la durée de charge ainsi raccourcie du signal de commande plaçant le régulateur à la valeur de consigne. 4. Procédé suivant les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la durée du signal de commande est inR encée automatiquement, directement ou indirectement, à l'aide d'un capteur de-- conditions climatériques, conformément aux conditions climatériques. 5. Procédé suivant la revendication 4 > caractérisé en ce que le capteur de conditions climatériques- est associé au groupe dtimmeubleséquipé des accumulateurs électriques de chaleur (2). 6. Procédé suivant les revendications 1, 2 > 3 ou 4, caractérisé en ce que le signal de commande est formé en un point central du secteur géographique intéressé et est, à l'aide d'une installation à commande centrale à fréquence sonore, par l'intermédiaire du réseau de distribution électrique local, transmis aux éléments de commande (4) à moteur électrique des accumulateurs électriques de chaleur (2). 7. Procédé suivant la revendbation 6, caractérisé en ce que la durée (t) du signal de commande à transmettre est prolongé de la durée (T) du cycle d'interrogation total de l'installation à commande centrale,en ce qu'au commencement du signal global (T + t) s'écoule d'abord la durée constante du cycle d'interrogation, en tant que temps mort (T), durée à laquelle se raccorde la durée de signal (t) proprement dite correspondant à la valeur de réglage désirée, en ce que pendant la durée de temps mort (T) quipiecède'3adue utile du signal (t), l'élément de commande (4) à moteur électrique prevu sur le régulateur de charge (1) est hors service, ou parcourt une distance morte inactive ou encore est tourné à partir de sa potion zéro vers sa position de commande maximale ou encore est ramené à sa position zéro. 8. Procédé suivant les revendications 6 ou 7, caracterisé par.l'utilisation d'un élément temporiseur précédant ltélément de commande (4) de préférence un relais temporisé qui sert à l'adaptation de l'élément de commande t4) à des installations à commande centrale à grande durée de temps mort (T), cet élément temporiseur transmettant l'impulsion(6a) arrivant au début du signal avec un retard correspondant à la différence des temps mort de l'élément de commande et de l'installation à commande centrale. 9. Procédé notamment suivant les revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que le retour ou la remise à zéro de l'élément de commande (4) à moteur électrique est produit par un signal de commande supplémentaire injecté aux éléments de commande (4) au moment de la fin de la période bas tarif par l'intermédiaire d'un conducteur indépendant de remise à zéro (R") à partir de l'horloge de commutation de tarif ou à partir d'une minuterie appartenant au consommateur ou encore à partir du récepteur (5) de ltinstallation à commande centrale. 10. Procédé suivant l'une quelconque des revendications tions précédentes, caractérisé par un organe de réglage (8) accessible à l'extérieur du régulateur de charge (1), permettant de décaler à- volonté1e niveau du point d'arrêt de température de charge.