Brevet FR2272565A1 — publié le 19751219

L'appareil en objet est utilisable pour la régulation des planchers chauffants électrioues, dans les systèmes de chauffage électrique mixte ou,base plus appoint. Pour une compréhension plus aisée de l'invention il est nécéssaire de rappeler ici les règles du chauffage électrique mixte i Un tel chauffage est constitué par a- Un chauffage de base qui assure dans l'ensemble du bâtiment une température dite de '1base1,, de + 10 OG par exemple b- Un chauffage d'appoint qui assure le complément pour parvenir à la température intérieure desiree Le chauffage de base est en général assuré par un procédé de chauffage à accumulation statique, réalisé par des cables chauffants noyés dans le béton des planchers. La charge principale des dalles s'effectue pendant les heures creuses (définies actuellement de 22 h à 6 h ).Cette charge doit entre maximale (8 heures) pour une température moyenne extérieure dite"minimale de base", et nulle pour une température moyenne extérieure égale ou supérieure à la température de consigne (+ IO C par exemple). L'application citée n'est pas limitative, et peut être étendue à tous les types d'accumulateurs électriqus de chaleur, ou'ils soient statiques ou dynamiques. Les appareils actuellement sur le marché procèdent à l'intégration d'une variable qui se veut etre l'image thermique du bâtiment pour déterminer le temps de charge. La dite intégration est le plus souvent réalisée par un système mécanique avec deux moteurs électriques, l'un a son alimentation coupée par le thermostat accéléré d'un déperditeur et effectue l'intégration, L'autre a son alimentation coupée par le signal "heures creuses" d'E d F et assure le retour à zéro de l'intégrateur. De tels systèmes, même plus élaborés, présentent toujours les inconvénients suivants: - Les réglages sont difficiles, peu sûrs et très approchés; ce nui nécessite de les reprendre souvent - L'ogération réalisée ne tient pas compte de la grandeur et de la durée de l'ensoleillement, ou tout simplement des températures supérieures à la température de consigne. (te dit ensoleillement et les dites températures apportent au bâtiment une chaleur gratuite qui est accumulée par la masse du bâtiment, puis restituée quand la température extérieure diminue.Cette chaleur gratuite n'est donc pas à fournir et doit être prise en compte avec précision lors de l'élaboration du temps de charge.) La présente invention est remarquable par le fait que la durée nocturne de la charge, pour un appareil électrique accumulateur de chaleur, nécéssaire pour couvrir les déperditions de base de 22 heures du jour "J" à 22 heures du jour "J +1 ", est déterminée à partir de la moyenne des températures extérieures relevées depuis 6 heures du jour "J" à 6 heures du jour "J+I". La présente invention possède à titre de produit industriel nouveau les avantages suivants par rapport à l'état actuel de la technique: a- Facilité de réglage suivant le lieu où doit être installé l'appareil b- Indépendance du dit réglage avec les saisons c- Meilleure précision sur la durée de la charge, grâce à l'étendue du temps de mesure et à la prise en compte de l'ensoleillement Une forme de réalisation de l'invention est décrite ci après,à titre indicatif et nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels : La figure I représente l'interconnextion des sous-ensexbles. Figure 2 représente la forme du signal après 8bis, avec en abscisse la température extérieure et en ordonnée la fréquence du signal. La figure 3 représente une droite de charge réalisable. La figure 4 représente une image possible de la charge. Les sous-ensembles utilisés dans la forme préférée de réalisation sont de type connu, réalisés à partir de montages à transistors, à circuits intégrés linéaires et à circuits intégrés logiques. En se référant au dites figures l'appareil objet de l'invention est constitué par: A- Une sonde de température I à résistance CTN. B-Une chaîne de mise en forme de l'information, réalisée à partir de circuits intégrés linéaires et de transistors, comprenant: a/ Un circuit correcteur 2 de la réponse de la sonde(correction de linéarité) b/ Un circuit changeur d'origine 3 et son potentiomètre 3bis c/ Un circuit détecteur de zéro 4 d/ Un circuit inverseur 5 e/ Un relais 6 f/ Un circuit inverseur avec changement d'ordonnée 7 g/ Un oscillateur commandé en tension 8 avec son circuit de mise en forme des impulsions 8bis C- Un ensemble de traitement de l'information réalisé à partir de circuits intégrés logiques et de transistors et comprenant: a/ Un compteur-décompteur 9 b/ Les circuits d'aiguillage IO et II du dit compteur-décompteur c/ Un générateur d'impulsions I2 donnant les impulsions "jour" qui permettent au compteur I2bis d'établir la période des mesures. ta dite période est réglable par 13 d/ Un monostable I4 qui détermine la durée,réglable par 15, de la mesure. e/ Un générateur d'impulsions I6 qui donne les impulsions "nuit"+ la période de ces impulsions est réglable par I7 et 18. f/ Un circuit de commande du chauffage 19. g/ Un circuit 20 de remise à zéro du compteur-decompteur 9 à la fin de la période heures-creuses d'EdF. D- Une alimentation stabilisée 21 avec batterie tampon. Le fonctinnement de l'appareil avec la forme préférée de réalisation est le suivant: A la sortie de la chaîne de mise en forme, soit après 8bis, l'information a- la forme représentée sur la figure 2. L'information à traiter est alors une fréquence variant avec la température extérieure, de telle sorte qu'elle soit minimum (Fm) pour la température de consigne (Tc) (dite aussi température de base) et maximum pour les températures exmes. Le compteur-décompteur 9 reçoit à intervalles réguliers(toutes les cinq minutes par exemple) et pendant un temps constant(I1200; de seconde par exemple) les impulsions issues de 8bis; de sil heures du jour " J in à six heures du jour " J+I ll La période et la durée des mesures sont elaborées par I2, I2bis et 14. Si la température extérieure est inférieure à la température de consigne, les impulsions issues de 8bis sont aiguillées par 6 associé à IO et II sur l'entrée comptage.Dans le cas contraire elles sont aiguillées sur 1' entrée décomptage. À vingt deux heures, soit au début de la période de charge, lez impulsions "nuit" issues de I6 sont dirigées sur l'entrée décomptage et commencent à vider le compteur. Le passage de ces impulsions est assujetti à la présence tension EdF afin de pouvoir attendre, tout en conservant la charge, un retour à la normale en cas de coupure de courant ou de disjonction. En même temps, soit à vingt deux heures, 19 assure la mise sous tension des câbles chauffants,jusqu 'à ce que le contenu de 9 soit redevenu nul, à condition :-Que le contenu de 9 ne soit pas nul ou négatif ( cas qui se présentent lorsque la température moyenne extérieure est égale ou supérieure à la température de consigne). que 9 ait ur contenu minimum déterminant une charge minimum (de une minute par exemple ) afin d'éviter un fonctionnement trop fréquent des organes de commande de puissance La fréquence des impulsions "nuit" issues de I6 doit donc être ajustée pour que le nombre d'impulsions décomptées pendant les huit heures possibles de charge nocturne, corresponde au nombre d'impulsions "jour" comptées de six heures du jour "J" à six heures du jour "J+I" si la température moyenne extérieure est égale à la température moyenne minimale de base. La figure 3 donne un exemple de droite de charge réalisable . yIO est la température de consigne; T-I2 est la température moyenne minimale de base; H8 est la pleine charge égale à huit heures; HO est la charge nulle. La figure 4 donne l'image possible d'une charge. "O" signifie chauffage arrêté; "I" signifie chauffage en fonctionnement. La charge de t22, pour 22 heures, à tx représente la charge réclamée par les mesures de jour.t représente la période des mesures; dt la durée de chauffage résultant de la mesure.ta somme des "dt" et de (tx - t22) donne la durée totale de la charge.ta dite charge est donc bien proportionnelle à la moyenne des températuresextérieures établie sur le temps défini (de 6h à 6h). L'appareil objet de l'invention et dont la réalisation et le fonctionnement préférentiels viennent d'entre explicités, nécessite deux sortes de réglage :- Réglage en atelier de préférence de la période et de la durée des mesures par 13 et I5; de la température de consigne par 3bis; de la pleine charge pour la température minimale de base du lieu considéré par 17 avec I8 en position médiane. Réglage fin in situ de la pleine charge (plus ou moins IO par exemple) par I8. REVXiDICATIONS I. Appareil de régulation de charge pour accumulateur électrique de chaleur, caractérisé par le fait ou'un calculateur électronique élabore la charge nocturne dudit accumulateur proportionnellement à la moyenne des températures extérieures etablie de six heures du jour "J" à six heures du jour "J +1 ", par une suite de mesures de période et de durée régulieres. 2. Appareil de régulation suivant la revendication I, caractérisé par le fait ou'un circuit électronique affecte la mesure d'un signe positif si la température extérieure mesurée est inférieure à la température de base du bâtiment, et affecte la mesure d'un signe négatif si la température extérieure mesurée est supérieure à la température de base du bâtiment. 3. Appareil de régulation suivant la revendication I, caractérisé par le fait que le dit calculateur comporte des organes de réglage de la période et de la durée des mesures. 4. Appareil de régulation suivant la revendication I,caractérisé par Le fait que le dit calculateur comporte un organe de réglage de la température de base que le régulateur doit assurer dans le bâtiment. 5. Appareil de régulation suivant la revendication I, caractérisé par le fait aue le dit calculateur comporte deux organes de réglage(l'un approché l'autre fin) de la pleine charge pour la température moyenne minimale de base à laquelle l'accumulateur doit faire face. 6. Appareil de régulation suivant la revendication ; caractérisé par le fait que l'un des sous-ensembles du calculateur assure la commande con ditionnée de la charge de l t accumulateur. 7. Appareil de régulation suivant la revendication 6, caractérisé par le fait qutun circuit assure la conservation de la charge en cas de coupure de la tension secteur. 8. Appareil de régulation suivant lv revendication 6, caractérisé par le fait qu'un circuit interdit la mise sous tension des câbles Si la température moyenne mesurée sur l'intervalle de temps écoulé est supérieure à la température de base du bâtiment. 9. Appareil de régulation suivant la revendication 6, caractérisé par le fait qu'un circuit interdit la mise sous tension des câbles si la charge demandée est trop faible, (afin d'éviter un fonctionnement trop fréquent des organes de commande dudit accumulateur).