Brevet FR2266217A1 — publié le 19751024

La présente invention concerne une chaudière à gaz de chauffage central à production d'eau chaude sanitaire instantanée comportant un dispositif de régulation de température et de débit d'eau de chauffage à action intégrale, appelé ici et dans ce qui suit "intégrateur de puissance. La régulation de température sur les chaudières à gaz à production d'eau chaude sanitaire. instantanée est un problème délicat à résoudre. Les nécessités du confort moderne tendent à exiger de plus en plus d'eau chaude sanitaire, alors quten recherchant une meilleure isolation thermique des bâtiments on diminue les besoins calorifiques en chauffage. On a donc. vu apparaître des chaudières à puissance ajustable en chauffage. Cet ajustement se faisait manuellement lors de la mise en route de l'installation et cette opération était pour le moins aléatoire. Par ailleurs, il est dommage de se priver d'une marge de surpuissance pour pouvoir étaler des besoins calorifiques inhabituels lors d'une première mise en régime où d'une chute de température extérieure anormale. De plus, une chaudière conçue pour une certaine puissance est prévue pour fonctionner avec un rendement donné ; si on l'utilise à une puissance inférieure, son rendement chute de façon sensible. La puissance d'une installation de chauffage est caractérisée par la chute de température dans les radiateurs et par le débit d'eau. Lors des ajustements de puissance sur les chaudières ajustables, on disposait d'un organe de réglage de débit sur la pompe. Le réglage effectué 18 également était tout aussi aléatoire, car il n'existe pas de moyen de mesure commode permettant de vérifier la fiabilité du réglage. On connaît les chaudières X gaz à régulation électronique dont les détecteurs de température sont des résistances thermo- sensibles (thermistances). Sur ces chaudières les réactions extra mement rapides des thermistances aux variations de température sont attdnuées par différentes dispositions pour limiter les pompages de la régulation. La présente invention a pour principe d'utiliser ce phénomène de pompage de façon à créer un "intégrateur de puissance" agissant sur le débit de gaz et le débit d'eau de chauffage. Il permet à la chaudière de s'adapter automatiquement à la puissance de l'installation sur laquelle elle est raccordée. Si une chaudière est surpuissante par rapport à llinstalla- tion de chauffage, le réseau de distribution de chaleur ne peut pas absorber instantanément la totalité des calories fournies, et cela se traduit par une élévation rapide de la température dans le corps de chauffe de la chaudière. Cette tenîpérature chute aussitôt si l'-on arrête le bruleur à ce moment. Si le thermostat est suffisammeiit sensible, on rallume alors la chaudière et l'on s'aperçoit que l'on a écrêté le trop plein de calories. Ce trop plein de calories ainsi décelé peut être évacué à petit débit dans l'installation pendant la période de fermeture du brûleur, alors que la température moyenne du chauffage est encore en-dessous du point de consigne de l'organe de commande générale du chauffage. Suivant la présente invention, un thermostat électronique de type connu dont le détecteur de température est une thermistance commande l'ouverture et la fermeture des électrovannes d'arrivée de gaz au brûleur et la variation de débit d'eau du chauffage par introduction d'une résistance sur le circuit électrique d'alimentatiozl de la pompe, faisant chuter la tension aux bornes du moteur. Ce thermostat dormie 11 ordre de fermeture du gaz lorsqu'il y a élévation trop rapide de la température du corps de chauffe, c'està-dire lorsque la pente caractéristique (drivée) de la courbe d'é légation de température tend vers la verticale, ceci se produisant quand l'installation n'absorbe pas la totalité de la puissance de la chaudière. Dès que la température dans le corps de chauffe baisse d'une valeur infinitésimale, le thermostat donne l'ordre de réouverture du gaz. On peut avantageusement améliorer l'invention en concevant un thermostat électronique à action intégrale "tout ou peu", "peu ou rien" intervenant sur une électrovanne "tout ou peu" et une électrovanne peu ou fien. Ce procédé permet, d'une part d'introduire une valeur de puissance intermédiaire par le débit de by-pass obtenu dans l'électrovanne "tout ou peu" et, d'autre part, en éliminant les effets désagréables zigue pourrait provoquer un allumage très fréquent du brûleur. Le processus d'allumage étant le suivant : allumage impé rativement sur le petit débit en régime peuwobtenu par une temporisation à l'ouverture de l'électrovanne "tout ou peu" et régulation entre le plein débit et débit réduit par action sur l'électrovanne "tout ou peu". Simultanément à la fermeture de l'électrovanne "tout ou peu", c'est-à-dire le passage à petit débit, le thermostat introduit la résistance dans le circuit d'alimentation électrique de la pompe ce qui fait chuter son régime et diminue le débit de l'installation. L'étage "peu ou rien n joue le rôle du limiteur de température et assure la fonction sécurité de manque d'eau. Le thermostat sert aussi pour la régulation de température de la production d'eau chaude sanitaire, les besoins étant également dans ce domaine essentiellement variables suivant les usages. Suivant l'invention, une deuxième thermistance sur le circuit d'eau chaude sanitaire est commute par un détecteur de débit d'eau en cas de puisage d'eau sanitaire. Simultanément, on déconnecte la thermistance chauffage et tous les organes de réglage permettant d'afficher la température de chauffage, et la pompe. Le thermostat fonctionne alors dans des conditions identiques à celles du chauffage mais à des températures de consignes indépendantes de celles affichées en chauffage. D'autres caractéristiques de l'invention seront mieux mises en évidence dans la description qui suit d'une forme de réalisation non limitative d'intégrateur de puissance, en se reférant au dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente l'évolution de la courbe de puissance I appelée par une installation. Cette évolution peut être diurne ou saisonnière - la figure 2 représente la courbe II de la puissance fournie suivant la présente invention par la chaudière, elle se traduit par des créneaux successifs de fréquences et de pas variables ; - la figure 3 représente schématiquement une forme de réalisation de l'intégrateur de puissance suivant l'invention. Si l'on intègre (voir fig. t et 2) les aires définies par les différents creneaux de fonctionnement de la chaudière, plaire totale est égale à l'aire définie par la courbe de puissance appelée et l'abscisse soil Cette aire représente la quantité d'énergie consommée. On voit ainsi que la chaudière s' adapte exactement et automatiquement à tous les besoins calorifiques jusqu'à concurrence de sa puissance La thermistance 1 placée au centre du corps de chauffe 2 sert de détecteur de température au thermostat électronique 3 pour la régulation du chauffage. Le potentiomètre 4 permet à l'usager d'afficher la température désirée, le potentiomètre 5 sert de réglage en usine pour ajuster le fonctionnement du thermostat. Le thermostat agit sur les électrovannes par l'intermédiaire des relais 6 et 7. Le relais 6 commande l'électrovanne 9 "peu ou rien", le relais 7 commande l'électrovanne 8 "tout ou peu" et en même temps l'introduction de la résistance 10 sur le circuit de la pompe 1t, la résistance étant en série avec le moteur de la pompe pendant le fonctionnement à petit débit de gaz et hors circuit à plein régime. En sanitaire, la thermistance 12 est placée sur le circuit de production d'eau chaude sanitaire 13 du corps de chauffe. Lors d'un puisage d'eau chaude, un détecteur de débit 14 constitué d'une valve différentielle agissant sur des contacteurs 15 tO) déclenche la ligne de régulation chauffage et ses potentiomètres, 20) déclenche l'alimentation de la pompe permettant ainsi d'utiliser toutes les calories a la production d'eau chaude, 30) ene-lenche la thermistance sanitaire t2 et son potentiomètre de réglage 18, 40) met sous tension le thermostat électronique quand la chaudière est mise en position été par l'inversuer 16 ou courtcircuite le thermostat d'ambiance 17 lorsque le chauffage est en position de repos. Il est bien évident que l'invention n'est en aucune façon limitée par la forme de réalisation décrite ci-dessus mais qu'elle englobe toutes les modifications et variantes issues du même principe de base. ELVi.NIICATIONS 1. Dispositif de régulation de température et de débit d'eau de chauffage, notamment destiné à être monté sur les chaudières à gaz de chauffage central à production d'eau chaude, caractérisé par le fait qu'il comporte un thermostat électronique dont le détecteur de-température est une thermistance, ce thermostat électronique commandant l'ouverture et la fermeture des électrovannes d'arrivée de gaz au brûleur et la variation de débit d'eau du chauffage par l'intermédiaire d'une résistance introduite sur le circuit électrique d'alimentation de la pompe et destinée a faire chuter la tension aux bornes du moteur de la pompe de la chaudière. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que d'une part le thermostat donne l'ordre de fermeture du gaz lorsqu'il se produit une élévation trop rapide de la température du corps de chauffe (dérivée de la courbe d'élévation de température trop verticale;, c'est-à-dire si l'installation n'absorbe pas la puissance de la chaudière, et que d'autre part ce thermostat donne l'ordre de réouverture du gaz dès que la température dans le corps de chauffe baisse d'une valeur infinitésimale. 3. Dispositif selon la revendication t, caractérisé par le fait que le thermostat électronique est à action intégrale "tout ou peu", "peu ou rien" et qu'il agit sur une électrovanne "tout ou peu" et sur une électrovanne "peu ou rien". 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il-comporte une thermistance (1) située dans un corps de chauffe (2) pour servir de détecteur de température à un thermostat électronique (3) qui commande-par l'intermédiaire du relais (6) une électrovanne (9) "peu ou rien" et par l'intermédiaire d'un relais (7) une électrovanhe (8) "tout ou peun, ainsi que l'introduction de la résistance (10) sur le circuit de la pompe (11). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'est prévu un détecteur de débit (14) agissant sur des contacteurs (15) et destiné, lors du puisage d'eau chaude, à déclencher la ligne de régulation de chauffage (1, 3) et ses potentiomètres (4) d'affichage de la température et (5) de réglage du thermostat.