Brevet FR2263552A1 — publié le 19751003

La présente invention concerne d'une manière générale les installations électriques de chauffage et/ou de climatisation et vise plus particulièrement les appareils à programme ou programmateur dont sont usuellement dotées de telles installations pour en assurer dans de bonnes conditions une marche automatique contre lée. En effet pour que de telles installations fonctionnent dans les meilleures conditions économiques, il est nécessaire d'établir les séquences de marche des divers appareils de chauffage et/ou de climatisation qui les constituent en tenant compte des périodes tarifaires imposées aux abonnés par les contrats de fourniture d'électricité dont ils bénéficient de la part du réseau distributeur, de manière à utiliser au mieux l'énergie électrique disponi- ble au moment où elle est la moins chère. Les programmateurs équipant ces installations électriques ont précisément pour but d'imposer automatiquement aux appareils de chauffage et/ou de climatisation correspondants le respect des séquences de marche préalablement établies. I1 existe à ce jour de nombreux programmateurs répondant à ce but. La plupart mettent en oeuvre des horloges et/ou des combina- teurs synchrones. Ces appareils ont pour inconvénient majeur de pouvoir dériver par rapport aux organes de changement de tarif, horloge ou relais de télécommande, du tableau de comptage de l'installation électrique correspondante, et les écarts qui peuvent ainsi se développer entre ces appareils et ledit organe de changement de tarif entratnent pour les abonnés de ftcheux accidents de facturation dus par exemple à un dépassement de la puissance qu'ils ont souscrite, à une consommation de puissance intempestive réalisée en périodes de pointe, etc.. Cet inconvénient est d'autant plus important pour les combinateurs synchrones que ces appareils sont en outre très sensibles aux interruptions de fourniture de courant. Les programmateurs actuellement connus sont par ailleurs relativement cofteux lorsque la programmation à réaliser est relativement complexe. La présente invention a d'une manière générale pour objet un programmateur pour installation électrique de chauffage et/ou de climatisation permettant de minimiser les inconvénients succincte ment analysés ci-dessus. D'une manière générale un programmateur pour installation électrique de chauffage et/ou de climatisation suivant l'invention est du genre comportant une pluralité de contacts susceptibles d'entre interposés sur l'alimentation électrique d'appareils de chauffage et/ou de climatisation, pour alimentation contrée de ceux-ci, et est caractérisé en ce que certains au moins de ces contacts sont pilotés par des contacteurs dont l'alimentation est asservie aux relais frontières usuellement associés à l'organe de changement de tarif, horloge ou relais de télécommande, du tableau de comptage de ladite installation. Il en résulte qu'un tel programmateur est actionné en priorité à l'aide des propres signaux, dits signaux d'heures creuses, et signaux de pointe, arrivant au tableau de comptage de l'installation correspondante, ce qui les synchronise de manière rigoureuse avec leorgane de changement de tarif de ce tableau de comptage. Selon un mode d'exécution préféré, le programmateur suivant l'invention comporte des contacteurs qui sont tous asservis aux relais frontières associés à l'organe de changement de tarif, certains directement, d'autres par l'intermédiaire de contacts eux xaenLes pilotés par des relais asservis auxdits relais frontières, de manière propre à diversifier de façon étendue les modalités d' intervention desdits contacteurs La multiplicité des contacts que comporte un tel programmateur et qui sont à la disposition du monteur chargé d'une installation, permet d'obtenir, par combinaisons appropriées de ces contacts, un grand nombre de séquences de programmation différentes, toutes parfaitement calées sur l'organe de changement de tarif, Selon un autre mode d'exécution préféré, le programmateur suivant l'invention comporte non seulement des contacts pilotés par des contacteurs asservis aux relais frontières associés à l'organe de changement de tarif, mais encore des contacts pilotés par une horloge présentant avantageusement une réserve de fonctionnement. Le relayage associé à l'organe de changement de tarif du tableau de comptage, que comporte encore suivant l'invention ce deuxième mode d'exécution, permet dans ce cas, en plus de fonctions d'actionnement aux heures creuses et/ou aux heures de pointe, des fonctions d'encadrement permettant de contrôler le fonctionnement de l'horloge que comporte ce deuxième mode d'exécution. Cette horloge, et les contacts qu'elle pilote, peuvent d'ailleurs etre disposés dans un bottier séparé du bottier contenant les contacteurs asservis aux relais frontières associés à l'orga- ne de changement de tarif, ce boiter pouvant autre mis en oeuvre indépendamment de celui contenant lesdits contacteurs ou en association avec celui-ci, ou encore en association avec un boitier contenant un programmateur conforme au premier mode d'exécution exposé ci-dessus. Quoi qu'il en soit, un programmateur suivant l'invention est avantageusement un appareil simple, peu cofteux et peu sensible aux interruptions de courant, un tel appareil permettant néanmoins la réalisation de séquences d'automatisation très complexes et la synchronisation de ces séquences sur l'organe de changement de tarif du tableau de comptage d'installation qu'il équipe, ce qui permet d'éviter tout accident de facturation de l'énergie consom muée. tes caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels : la figure 1 est le bloc diagramme d'un programmateur suivant l'invention, selon un premier mode d'exécution de celle-ci ;; la figure 2 est le bloc diagramme d'une installation électrique susceptible d're pilotée par ce programmateur les figures 3 et 4 sont des blocs diagrammes analogues à la figure 1 et concernent une réalisation en deux boitiers séparés du premier mode d'exécution de l'invention représenté sur la figure 1 la figure 5 est un bloc diagramme analogue à la figure I et concerne undeuxième mode d'exécution de l'invention la figure 6 est un tableau des combinaisons de contacts que permet ce deuxième mode d'exécution de l'invention ; la figure 7 est un bloc diagramme d'une installation susceptible autre pilotée par une combinaison des divers modes d'exécution de l'invention. Conformément à la forme de réalisation représentée à la figure 1, un programmateur suivant l'invention comporte, dans un boitier 10, deux contacteurs A, B dont l'alimentation électrique, qui se fait à partir de bornes 13, est asservie aux relais frontières N, P usuellement associés à l'organe de changement de tarif, horloge ou relais de télécommande, du tableau de comptage 11 de l'installation électrique à contrtler. En pratique dans l'exemple représenté, sur l'alimentation électrique du contacteur A se trouve interposé un contact NT, normalement ouvert, et commandé en fermeture par le relais frontière N aux heures dites heures creuses, soit, dans la tarification actuellement en vigueur en Franc, de 22 H à 6 H. Conjointement sur l'alimentation électrique du contacteur B est interposé un contact PT normalement ouvert et commandé en fermeture par le relais frontière P aux heures dites heures de pointe, soit, dans la tarification mentionnée ci-dessus, de 7 H à 9 H et de 17 H à 19 H. De préférence, et tel que représenté, l'alimentation des contacteurs A, B est par ailleurs sous la dépendance d'un premier commutateur rotatif CR1, accessible de l'extérieur du bottier 10. Ce commutateur CR1 est susceptible d'occuper trois positions, à savoir, une première position, dite automatique, pour laquelle les contacts qu'il commande assurent la continuité de l'alimentation des contacteurs A, B, une deuxième, dite manuelle, pour laquelle cette alimentation est interrompue, en vue de la mise en oeuvre d'un deuxième commutateur décrit ci-après, et une troisième, dite de remise à l'heure, interrompant également ladite alimentation, pour arrêt de la programmation assurée et remise à l'heure, au cours de cet arret, de l'horloge de comptage de l'installation, sans perturbation de ladite programmation. Pour cette troisième position l'un des contacts commandé par le commutateur CR1 assure l'alimentation d'une lampe témoin 14. 1 Dans l'exemple représenté un deuxième commutateur CR2 est prévu, comme mentionné ci-dessus, il s'agit d'un commutateur rotatif accessible de l'extérieur du bottier 10 et comportant autant de positions qu'il y a d'heures à prendre en considération pour la tarification en vigueur et donc six dans la tarification rappelée ci-dessus, à savoir 6 H, 7 H, 9iH, 17 H, 19 H et 22 H. Lorsque le premier commutateur CR1 est en position manuelle, le deuxième commutateur CR2 est en mesure d'assurer par les contacts qu'il pilote une alimentation directe des- contacteurs A, B, indépendamment des relais frontières N, Pt pour chacune de ses positions, et en correspondance avec les heures de tarification correspondantes. Quoi qu'il en soit chaque contacteur A, B pilote une pluralité de contacts à la disposition du monteur de l'installation électri que à contrtler, pour la réalisation des séquences de programmation les mieux appropriées au contrôle de cette installation. Il s'agit soit de contacts à fermeture, c'est-à-dire de contacts normalement ouverts, soit de contacts à ouverture, c 'est-à- dire de contacts normalement fermés. De préférence, et tel que représenté, il y a autant de contacts à ouverture que de contacts à fermeture. Dans l'exemple représenté, le contacteur A pilote ainsi quatre contacts à fermeture AT et quatre contacts à ouverture AR, De meme, dans l'exemple représenté, le contacteur B pilote quatre contacts à fermeture BT et quatre contacts à ouverture BR. Suivant le mode d'exécution représenté à la figure 1, le bot- tier 10 comporte également d'autres contacts, à savoir quatre contacts à fermeture JT et quatre contacts à ouverture JR commandés par un contacteur J, ainsi que quatre contacts à fermeture ET et quatre contacts à ouverture HR commandés par un contacteur H, et sur lia limentation électrique de ces contacteurs J, H sont interposés des contacts pilotés par une horloge 15, elle-mEme alimentée à partir des bornes 13. Une telle horloge 15 est de préférence à mouvement synchrone et à mouvement chronométrique, et présente de préférence une réserve de marche, de l'ordre de 12 heures environ par exemple. De telles horloges sont commercialisées sous la désignation REX. Pour la commande des contacts interposés sur les contacts J et H elles comportent deux cadrans, du type à segment par exemple. Il peut s'agir de deux cadrans à rotation journalière, ou d'un cadran à rotation journalière et d'un cadran à rotation hebdomadaire. Le cadran journalier peut avantageusement remplir à la fois des fonctions journalières et périodiques, tandis que le cadran hebdomadaire peut avantageusement remplir à la fois des fonctions hebdomadaires et journalières, ce qui multiplie les possibilités de séquences de programmation-réalisables. Une telle horloge à cadran étant bien connue par elle-meme elle ne sera pas décrite en détail ici. Pour illustrer les possibilités de programmation du programmateur suivant l'invention, on en décrira ci-après, à titre d'exemple, et en référence à la figure 2, l'application au contrôle d'une installation de chauffage électrique relativement simple. I1 s'agit d'une installation comportant des appareils propres à assurer un chauffage de base à accumulation correspondant à des besoins normaux, pour une température extérieure supérieure à 0 ou 30C, ainsi que des appareils de chauffage propres à assurer un chauffage d'appoint en dessous de cette température, mais à l'exclusion des heures de pointe. Les locaux à chauffer par cette installation sont normalement occupés de 8 H à midi et de 13 H 30 à 18 H sauf le samedi et le dimanche et doivent étre réchauffés de 6 H à 7 H. Parallèlement le personnel d'entretien des'locaux y travaille de 6 H à 7 H du lundi au vendredi et le samedi toute la journée. Dans ces conditions, sur l'alimentation électrique d'un contacteur 20 propre à assurer la charge d'appareils d'accumulation on interpose en série un contact AT et un contact ER, en faisant commander en ouverture ce contact HR de manière hebdomadaire, de 8 H à 22 H du lundi au vendredi, et du samedi 8 H au dimanche 22 H, et donc en utilisant à cet effet de manière appropriée le cadran hebdomadaire de l'horloge 15. On est ainsi assuré que l'alimentation électrique du contacteur 20, sur laquelle peut en outre etre interposé éventuellement un contact 21 de télécommande, est assurée tous les jours de 22 H à 6 H sauf dans la nuit du samedi au-dimanche, ce qui correspond à la charge optimale des appareils d'accumulation concernés. De meme sur l'alimentation électrique d'un contacteur 22 pilotant la mise en oeuvre d'appareils de restitution de la chaleur sont interposées en parallèle deux channes de commande, l'une comportant en série un thermostat TH1 réglé par exemple à 22 0C, un contact BR, un contact AR et un contact HR, l'autre comportant en série un deuxième thermostat TH2 réglé par exemple à 200C, un contact AR et un contact JT. Le contact HR est comme précédemment commandé en ouverture, de 8 H à 22 H du lundi au vendredi et du samedi 8 H jusqu'au dimanche 22 H, par le cadran hebdomadaire de horloge 15, et le contact JT est un contact commandé en fermeture de 7 H à 12 H et de 13 H 30 à 18 H par un cadran journalier approprié commandé par la dite horloge. I1 est ainsi assuré que l'alimentation des appareils de restitution de la chaleur est coandée par le contacteur 22 de 6 H à 7 H du lundi au samedi, avec un seuil thermométrique de 220C, et de 7 H à midi et de 13 H 30 à 18 H du lundi au samedi, avec un seuil thermométrique de 200C. Conjointement sur l'alimentation électrique d'un contacteur 24 propre à commander la mise en route de convecteurs, se trouvent successivement interposés en série un contact BR, un contact AR, un contact JT et un contact thermostatique TH3 placé dans une sonde extérieure et réglé à O ou 30C. Sur l'alimentation électrique du contacteur 24 se trouve également interposé un contact 22T piloté par le contacteur 22 commandant la mise en route des appareils de restitution. De ce fait les convecteurs concernés par le contacteur 24 sont mis en route en meme temps que les appareils de restitution sauf pour une température extérieure inférieure ou égale à O ou 3 0C et pendant les heures de pointe. Enfin sur l'alimentation électrique d'un contacteur 25 apte également à commander la mise en route des convecteurs se trouvent interposéesen-parallèle deux channes de commande, l'une comportant en série un thermostat TH4 réglé par exemple à 150C, un contact BR, un contact AR et un contact JT, l'autre comportant simplement un thermostat TH réglé par exemple à 2 0C. Les convecteurs dont l'alimentation est commandée par le contacteur 25 peuvent assurer ainsi un chauffage sanitaire de 9 H à 12 H et de 13 H 30 à 17 H tous les jours sauf le dimanche, à une température moyenne de 15 0C, les installations correspondantes demeurant de toute façon hors gel grace à l'intervention éventuelle du thermostat TH5. Ainsi qu'il a été précisé ci-dessus, les contacteurs A, B directement asservis aux relais frontières N, P et les contacteurs J, H commandés par I 2horloge 15 peuvent étre disposés dans un mê- me bottier 10. Suivant la variante de réalisation illustrée par les figures 3 et 4, horloge 15 et les contacteurs J, H qu'elle pilote sont disposés dans un bottier distinct 26, figure 3, tandis que les contacteurs A, B directement asservis aux relais frontières N, P sont également disposés dans un bottier distinct 27, figure 4. Suivant le mode d'exécution illustré par la figure 5, le programmateur suivant l'invention comporte dans un bottier 28, des contacteurs A, B, C, D qui sont tous asservis aux relais frontières N, P et qui tous pilotent deW contacts à fermeture et des contacts à ouverture, respectivement AT, AR, BT, BR, CT, CR, DT et DR. Comme précédemment les contacteurs A, B sont directement asservis aux relais frontières N, P. Par contre les contacteurs C, D sont asservis à ces relais frontières par l'intermédiaire de contacts C'lT et D'1T respectivement, eux-memes pilotés par des relais C' et D', de manière propre à diversifier les modalités d'intervention des divers contacteurs A, B, C, D en fonction des diverses heures de tarification déterminées par les relais frontières N et-P, à savoir,- comme précisé ci-dessus 6 H, 7 H, 9 H, 17 H,- 19 H et 22 H. Ainsi qu'on l'a vu précédemment le contacteur A se trouve alimenté de 22 H à 6 H, et le contacteur B de 7 H à 9 H et de 17 H à 19 H. Le pilotage des contacteurs C et D est tel que le contacteur C se trouve alimenté de 9 H à 22 H et le contacteur D de 7 H à 17 H. I1 n'est pas nécessaire de décrire en détail ce pilotage, celui-ci se trouvant représenté à la figure 5 et étant du domaine- de l'homme de l'art, une fois précisées les heures auxquelles ces contacteurs doivent etre alimentés. Par ailleurs, dans ce mode d'exécution, six voyants lumineux de contrle L1, L2, L3, L4, L5, L6 sont associés chacun respectivement aux six positions du commutateur rotatif CR1. Quoi qu'il en soit les contacts pilotés par le contacteur A, B, C et D permettent d'assurer les trente séquences susceptibles d'être nécessaires, compte tenu des six heures de tarification disponibles, Le tableau de la figure 6 donne à titre d'exemple les diverses combinaisons de contacts permettant d'assurer ces séquences, avec pour certaines de ces combinaisons les schémas correspondants. A titre d'exemple également la figure 7 illustre l'application de l'invention au chauffage électrique d'une école par mise en oeuvre conjointement du bottier 26 représenté à la figure 3, qui contient deux contacteurs J, H pilotés par une horloge 15 et du bottier 28 représenté à la figure 5, qui contient quatre contacteurs A, B, C, D pilotés par les: relais frontières N, P, Suivant un processus analogue à celui décrit ci-dessus la charge d'appareils d'accumulation de la chaleur est commandée par un contacteur 30 sur l'alimentation électrique duquel se trouvent en série, outre un contact de télécommande éventuel 31, un contact HR, un contact JR et un contact AT. Le contact HR est un contact hebdomadaire commandé par l'horloge 15 du bottier 26 et normalement fermé, ce contact étant ouvert du samedi 20 H au dimanche 20 H et du mercredi 12 H au mercredi 20 H. Parallèlement un contacteur 32 sur l'alimentation électrique duquel est interposé, outre un éventuel contact télécommandé 33, le contact AT précédent, commande de 22 H à 6 H la charge d'autres appareils d'accumulation propres à assurer le chauffage d'une par- tie au moins d'un logement de concierge. Les appareils de restitution associés aux appareils d'accumulation commandés par le contacteur 30 sont commandés par des contacteurs 35A, 35B, 35C sur l'alimentation desquels sont interposés d'abord, et respectivement des thermostats TII8A, TH8B, TH8C, puis, et en série un contact B4ssocié en paralleZle avec un contact CT, un contact JT et un contact HR. Le contact JT est un contact journalier normalement ouvert et commandé en fermeture par l'horloge 15 du bottier 26, de 5 H à 10 H, de 10 H 30 à 12 H, de 13 H 30 à 15 H et de 15 H 30 à 21 H. C'est donc de 7 H à 10 H, de 10 H 30 à 12 H, de 13 H 30 à 15 H et de 15 H 30 à 21 H qu'est assuré, par les appareils de restitution correspondants, le chauffage des classes, sauf le mercredi après-midi et le dimanche. Conjointement les appareils de restitution associés aux appareils d'accumulation commandés par le contacteur 32 sont commandés par des contacteurs 36A, 36B, 36C sur l'alimentation électrique desquels sont interposés, d'une part et respectivement des thermostats TH9A, TH9B, TH9C, et d'autre part un contact AR, ce qui assure en permanence le chauffage des locaux correspondants, sauf de 22 H à 6 H. Des dispositions comparables peuvent être prises, tel que représenté, pour assurer un chauffage complémentaire direct des classes de 5 H à 6 H sauf le dimanche, à pleine puissance, et de 9 H à 10 H, de 10 H 30 à 12 H et de 13 H 30 à 15 H et de 15 H à 17 H sauf le mercredi après midi et le dimanche, à puissance réduite. Des contacteurs 40 et 41 sont prévus à cet effet. Sur ltalimentation électrique du contacteur 40 sont interposés en série un contact ÂT, un contact JT et un contact HR. Sur l'alimentation électrique du contacteur 41 sont interposés en série un contact AT et les contacts JT et HR précédents. Une alimentation complémentaire de ces contacteurs 40, 41 peut étre assurée par un commutateur synchrone CS sur l'alimenta- tion électrique duquel sont interposés en série un contact DT, un contact CT et un thermostat TH10 disposé dans une sonde extérieure et réglé par exemple à OOC. De meme un chauffage direct d'une partie au moins du logement de concierge peut etre assuré de 21 H à 6 H par un contacteur 45 sur l'alimentation électrique duquel est interposée une combinaison série-parallèle de contacts JR, DR et AT, Cet exemple de chauffage ainsi que celui décrit en référence à la figure 2 ne sont donnés qu'à titre indicatif des applications possibles de l'invention. Les diversités d'application de celles-ci sont évidemment très variées, compte tenu des combinaisons de contacts possibles. Bien entendu la présente invention ne se limite pas à ces applications mais s'étend au contraire à toute autre combinaison de contacts entre les contacts disponibles. Par ailleurs, et ainsi qu'on l'aura compris, le commutateur CR1 permet à un employé du réseau distributeur de remettre à l'heure l'horloge de comptage d'une installation sans provoquer de perturbation dans la programmation de celle-ci, et le commutateur CR2 permet à l'usager l'essai de cette programmation indépendamment de horloge de contact et la remise en ordre éventuelle des signaux en cas de panne longue survenant sur ledit réseau. REVENDICATIONS 1. Programmateur pour installation électrique de chauffage et/ou de climatisation, du genre comportant une pluralité de contacts susceptibles autre interposés sur l'alimentation électrique d'appareils de chauffage et/ou de climatisation, pour alimentation contrLée de ceux-ci, caractérisé en ce que certains au moins de ces contacts sont pilotés par des contacteurs dont l'alimentation est asservie aux relais frontières usuellement associés à l'organe de changement de tarif, tel qu'horloge ou relais de télécamnan- de, du tableau de comptage de ladite installation. 2. Programmateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un contacteur dont l'alimentation est asservie au relais frontière correspondant aux heures dites heures creuses, et un contacteur dont l'alimentation est asservie au relais frontière correspondant aux heures dites heures de pointe. 3. Programmateur suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, caractérisé en ce qu'il comporte encore une pluralité de contacts pilotés par une horloge présentant avantageusement une réserve de fonctionnement. 4. Programmateur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladite horloge comporte deux cadrans commandant chacun plusieurs contacts. 5. Programmateur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'un des cadrans est journalier et l'autre hebdomadaire. 6. Programmateur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les deux cadrans sont journaliers. 7. Programmateur suivant 1 'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'horloge et les contacts qu'elle pilote sont disposés dans un bottier séparé d'un bottier contenant les contacteurs asservis aux relais frontières et susceptible d'entre mis en oeuvre indépendamment de celui-ci. 8. Programmateur suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de contacteurs asservis aux relais frontières, soit directement, soit par l'intermédiaire de contacts eux-memes pilotés par des relais asservis aux relais frontières, de manière propre à diversifier les modalités d'intervention desdits contacteurs. 9. Programmateur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les contacts sont soit à ouver ture, soit à fermeture, et il y a autant de contact à ouverture que de contact à fermeture. 10. Programmateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'alimentation des contacteurs asservis aux relais frontières est en outre sous la dépendance d'un premier commutateur ayant trois positions, une, dite automatique, assurant la continuité de l'alimentation desdits contacteurs, l'autre, dite manuelle, interrompant cette alimentation, et une troisième de remise à l'heure interrompant également ladite alimentation. 11. Programmateur suivant la revendication 10, caractérisé par un deuxième commutateur ayant autant de positions qu'il y a d'heures différentes de tarification, ledit commutateur étant propre à permettre une alimentation directe des contacteurs, indépendamment des relais frontières, lorsque le premier commutateur est en position manuelle. 12. Programmateur suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu"à chaque position du deuxième commutateur est associé un voyant lumineux de contrôle.