Brevet FR2285654A1 — publié le 19760416

la présente invention concerne un dispositif de commande d'une installation de chauffage comportant un réservoir à eau chaude séparé de la chaudière et utilisable pour allonger le temps de marche du dispositif de chauffage, en particulier lorsque la consommation de chaleur par la chaudière et le réservoir est faible. L'invention est de préférence applicable à des chaudières à mazout. Une chaudière de chauffage munie d'un réservoir à eau chaude séparé présente un faible volume d'eau et en conséquence une faible capacité d'absorption de chaleur; cela signifie que le temps de marche du brûleur à mazout est très court car la masse d'eau se trouvant dans la chaudière est rapidement chauffée de la température, par exemple 700C, à laquelle le thermostat de la chaudière enclenche le brûleur à mazout jusqu'à la température, par exemple 750C, à laquelle le thermostat arrête le brftleur, en particulier pendant les mois d'été où la consommation de chaleur est faible. le thermostat de chaudière, c'est-à-dire le thermostat de marche normale, comporte généralement une différence de température d'environ 5 à 60 entre ltenclenchement et la coupure; en conséquence, il se produit un grand nombre de courts temps de marche du brûleur à mazout pendant 24 heures. Du fait de ces courts temps de marche -dans de nombreux cas inférieurs à une minute- la combustion n'atteint pas la propreté qui serait souhaitable du point de vue de la protection de l'environnement contre la pollution. fl se produit en fait un grand nombre de temps de marche avec une combustion peu correcte qui a un effet polluant. L1 invention a pour but de fournir un dispositif qui permette d'allonger l'intervalle de marche de la chaudière de chauf- fage de façon à améliorer la combustion et à atténuer ainsi la pollution. En outre, les frais d'exploitation sont réduits avec le dispositif précité. Ce problème est résolu selon l'invention à l'aide d'un dispositif qui comprend un premier thermostat de service qui enclenche l'organe de circulation de l'eau dans la chaudière à nn température de l'eau de chaudière qui est essentiellement égale ou inférieure à la température de coupure du thermostat du réservoir d'eau chaude et qui maintient enclenché l'organe de circulation jusqu'à ce que la température d'eau dans le réservoir soit tombée en-dessous de la température d'enclenchement du thermostat du ré servoir. A partir de cet instant, la commande de l'organe de circulation est assurée par le thermostat de réservoir qui le maintient enclenché jusqu'à ce que la température de l'eau du réservoir soit remontée à la température de coupure du thermostat de réservoir.Il est prévu un second thermostat de service qui, pour une température inférieure déterminée de l'eau dans la chaudière, enclenche le groupe de chauffage de la chaudière et qui, pour une température de chauffage déterminée de l'eau de la chaudière, coupe ce groupe de chauffage et en ce que la plage de température du second thermostat de service englobe la plage de température du thermostat de réservoir. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels - Fig. 1 représente un schéma d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, - Fig. 2 représente le diagramme-température-temps correspondant au fonctionnement du dispositif de la Fig. 1. Le dispositif de la Fig. 1 est applicable à une chaudière de chauffage comportant un réservoir à eau chaude séparé et dans laquelle une pompe de circulation assure la circulation de l'eau de la chaudière au réservoir en vue de 11 échauffement de l'eau de consommation. Le dispositif comporte un thermostat à maximum 10 qui coupe l'alimentation en tension du dispositif lorsque la température de l'eau dans la chaudière atteint environ 9000. Le thermostat 10 est par conséquent utilisé comme un thermostat de sécurité. La tension est amenée au thermostat 10 par l'intermédiaire du conducteur 11.Le conducteur de sortie 12 du thermostat 10 est relié à un thermostat de service 13 qui détecte la température de l'eau de chaudière et qui applique la tension à un conducteur de sortie 14 aussitôt que cette température tombe en-dessous d'une limite inférieure, par exemple 6900 et qui cesse d'alimenter le conducteur de sortie 14 aussitôt que la température de l'eau de chaudière passe au-dessus d'une limite supérieure déterminée, par exemple 75oC. Le conducteur de sortie 14 est relié au conducteur d'enclenchement 15 du groupe de chauffage de la chaudière, par exemple un brdleur à mazout, de sorte que ce dernier est enclenché lorsque le thermostat de service 13 transmet la tension à son conducteur de sortie 14. Le dispositif comporte en outre un thermostat de réservoir 16 dont le conducteur d'entrée 17 est relié au conducteur de sortie 12 du thermostat à maxima 10 et dont le conducteur de sortie 18 est relié au conducteur d'enclenchement de la pompe de circulation 19 qui fait passer l'eau de la chaudièredans le réservoir. Le thermostat 16 relie, pour une limite inférieure de température, par exemple 600, le conducteur de sortie 12 du thermostat maxima 1C au conducteur d'enclenchement 18 de la pompe de circulation de façon que, lorsque le thermostat 10 est fermé, la pompe soit enclenchée. Pour une température plus élevée, par exemple de 650C, il coupe cette connexion. Les thermostats 10, 13 et 16 décrits ci-dessus et leurs agencements sont connus et interviennent dans des installations classiques. Dans ces installations, le thermostat de service 13 commande la température de l'eau dans la chaudière de sorte que le conducteur de sortie 14 sert de conducteur d'enclenchement pour le groupe de chauffage tandis que le thermostat 16 commande la température de l'eau de consommation dans le réservoir. Dans le mode de réalisation décrit, la température de l'eau de chaudière est maintenue entre 69 et 750C, la température de l'eau de consol mati on est maintenue entre 60 et 650C, La température maximale admissible de l'eau de consommation est de 6500. Le dispositif selon l'invention est pourvu d'un second thermostat de service 20 qui est branché en parallèle au premier thermostat de service 13, et un contacteur 22. Le conducteur d'e trée du second thermostat de service 20 est relié, de même que le conducteur d'entrée du premier thermostat de service 13,au au conduc- teur de sortie 12 du thermostat à ma=dma 10. Le conducteur de sortie 21 du thermostat de service 20 peut être relié au conducteur d'enclenchement 15 du groupe de chauffage de manière que le second thermostat de service 20 puisse assurer 11 enclenchement et l'arrêt du groupe de chauffage. Le second thermostat de service 20 est enclenche à une température bien plus basse que le premier thermostat de service 13, à savoir à 55 C, et il est arreté à une température d'environ 750C, Il présente par conséquent une plage de températures d'enclenchement et de coupure d'environ 200C, bien plus grande que celle du premier thermostat de service qui n'est que d'environ 60C. Entre les deux thermostat de de service 13 et 22 d'une part et le groupe de chauffage d'autre part, il est prévu un inverseur 22 qui, dans la position V, représentée en trait interrompu, relie le conducteur de sortie 14 du premier thermostat de service 13 au corflucteur d'enclenchement 15 du roupie de chauffage, et qui, dans la position S, représentée en trait plein, relie le conducteur de sortie 21 du second thermostat de sortie 20 au conducteur d'enclenchement 15 du roupe de chauffage et silllultanément le conducteur de sortie 14 du premier thermostat de service 13 au thermostat 16 de rgservoir de manière qui'une tension puisse être appliquée au conducteur d'enclenchement 18 de la pompe de circulation 19 par l'intermédiaire du conducteur de liaison 23 et du thermostat de réservoir 16 lorsque celui-ci se trouve dans 1a position représen tée en trait plein. La position S de l'inverseur doit être utilisée pendant l'été, car, dans cette saison, la consommation de chaleur par la chaudière et le réservoir est faible, et la position V doit être utilisée pendant le reste de l'année. Lorsque l'installation doit être réglée pour la marche d'été, on modifie le réglage du premier thermostat de service 1v de manière qu'il applique la tension au conducteur de sortie 14 quand la température est égale ou de préférence légèrement inférieure à la température maximale admissible de 1' eau de consommation, par exemple 6300. La température de coupure est réglée dans ce cas à 6/OC du fait que la plage e températures du thermostat 13 est de SOC. Lorsque l'inverseur 22 est réglé sur la marche d'été, position S (représentée en trait plein sur la Xig. 1), l'installation fonctionne de la manière suivante :: le second thermostat de service 20 qui présente une plage de températures de 2005 entre l'enclenchement et la coupure commande seulement le groupe de chauffage; en conséquence, la température de l'eau de chaudière est comprise entre 55 et 750cl La pompe de circulation 19 est commande en partie par le thermostat de r-ser- voir 16 et en partie par le premier thermostat de service 13 qui, comme indiqué ci-dessus, a été réglé pour être enclenché à une température d'eau de chaudière de 630C, Lorsque la température d'eau de chaudière a diminué de 75 à 65 C, la pompe de circulation est enclenchée par l'intermédiaire du premier thermostat de service 13, de l'inverseur 22, du conducteur 23 et du thermostat 16 de sorte que toute l'eau de la chaudière et du réservoir est mise en circulation, ce qui fait tomber la température de 11 eau dans la chaudière et le réservoir à la meme allure. Lorsque la température dans le réservoir est tombée à la valeur de la température dlen- clenchement du thermostat de réservoir 16, par exemple de 600C, celui-ci est commuté de manière que la pompe de circulation soit directement alimentée en tension par le conducteur de sortie 12 du thermostat à maximum et du conducteur 17.Le thermostat de réservoir 16 assure alors la commande de la température de réservoir Lorsque la température de chaudière tombe à la température d'enclenchement du second thermostat de service 20, le groupe de chauffage est enclenché et la chaleur cédée est utilisée en partie pour faire chauffer la masse d'eau se trouvant dans la chau- dière de 55 à 75bC et en partie pour échauffer l'eau de consommation de 55 à 650go Dans ces conditions de marche, le groupe de chauffage fonctionne avec des intervalles de marche de durée maximale et des intervalles de durée minimale de manière à atteinre le but défini plus haut. Le fonctionnement décrit ci-dessus pour l'installation a été représenté graphiquement sur la Fig. 2. Ia courbe supérieure représentée en trait plein donne la variation de la température de 1' eau dans la chaudière tandis que la courbe inférieure représentée en trait interrompu donne la variation de la température de l'eau de consommation dans le réservoir. En-dessouss de ces deux courbes, on a porté les intervalles de marche de la pompe de circulation et du groupe de chauffage. La température de 1 t eau de chaudière diminue assez rapidement au point Â oU elle atteint une valeur sensiblement égale à la température maximale admissible dans le réservoir. Â cet instant, les températures dans la chaudière et dans le réservoir son* pratiquement égales. Au point A, la pompe de circulation est enclenchée et les températures dans la chaudière et dans le réservoir diminuent à la m8me allure Jusqu'au point B où le groupe de chauffage est enclenché. Ensuite, les températures dans la chaudière et dans le réservoir augmentent à nouveau mais à des vitesses d'augmentation des températures qui ne sont pas égales.Au point C, le premier thermostat de service 13 est enclenché et au point D, le second thermostat de service 20 est déclenché, le groupe de chauffage est alors arrêté. La pompe de circulation continue cependant à tourner jusqu'à ce que la température dans le réservoir atteigne, au point E, la valeur maximale admissible. Ensuite, ce processus est répété cycliquement. La température dans la chaudière, qui contient un plus petit volume d'eau que le réservoir, diminue plus rapidement que la température dans ce dernier. On obtient une réduction plus lente de la température par enclenchement de la pompe de circulation au point A, après quoi les températures dans la chaudière et dans le réservoir diminuent à la même vitesse. Du fait que la pompe de circulation fonctionne également pendant l'intervalle de marche du groupe de chauffage, une partie de la chaleur cédée est fournie directement au réservoir de sorte que l'augmentation de température dans la chaudière se produit plus lentement. Il est naturellement sowhaitable que la température dans le réservoir soit aussi rapprochée que possible de la température maximale quand le groupe de chauffage est arrêté, c'est-à-dire que l'intervalle de temps existant entre les points D et E de la Fig. 2 soit aussi petit que possible. Ce problème peut être résolu en donnant une plus grande capacité à la pompe ae circulation et au conduit épiaison entre la chaudière et le réservoir. Dans ce cas, les parties correspondant à l'augmentation de température sur les courbes sont plus rapprochées l'une de l'autre, ce qui signifie que la différence de vitesse d'augmentation de température entre la chaudière et le réservoir est réduite de sorte que l'intervalle de marche est encore plus long. Cela est également le cas lors d'une augmentation de la consommation de chaleur dans le circuit de chauffage. On doit cependant toujours veiller à ce que la température maximale admissible dans le réservoir ne soit pas dépassée. Si par exemple le premier thermostat de service 13, qui détecte la température de l'eau dans la chaudière, a une température de coupure supérieure à la température maximale admissible dans le réservoir, on doit veiller à ce que la température dans la chaudière augmente bien plus rapidement que la température dans le réservoir, de telle sorte que ce thermostat soit coupé avant que la température dans le réservoir soit montée au-delà de la valeur ma maximale admissible. Il est évidemment possible d'envisager plusieurs variantes du mode de réalisation décrit ci-dessus tout en restant dans le cadre de ltinvention. Le thermostat qui enclenche la pompe de circulation quand la température dans la chaudière a diminué à peu près jusqu'à la température maximale admissible dans le réservoir peut être un thermostat particulier et non un thermostat de service normal dont les limites de température sont réglées.En outre, on peut choisir d'autres limites de température ct d'autres places de température pour les différents thermostats. la plage inférieure de températures du premier thermostat de service peut par exem- ple être comprise entre 60 et 650 C. La plage de température du second thermostat de service doit obligatoirement englober la plage de température du thermostat de réservoir et de préférence .ébor- der des deux côtés de celle-ci. T. agencement; des circuits électri- ques peut être également réalisé d'une manière différente. Le conducteur de sortie du premier thermostat de service peut par exemple être relire directement au conducteur d'enclenchement de la pompe de circulation. A la place de la pompe de circulation, on peut utiliser un autre dispositif pour assurer la circulation de l'eau dans la chaudière, par exemple des vannes réglables pouvant être ouvertes et permettant ainsi l'auto-circulation de l'eau entre la chaudière et le réservoir. On peut aussi obtenir de plus longs intervalles de marche et par conséquent une réduction possible des frais d'exploitation en utilisant le dispositif selon l'invention aussi bien dans le cas de groupe à chauffage au gaz que dans le cas de groupe de chauffage électrique. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande d'une installation de chauffage à réservoir d'eau chaude séparé de la chaudière et comportant un organe de circulation (19) pour assurer la circulation de l'eau de la chaudière au réservoir et un thermostat de réservoir (16) qui enclenche l'organe de circulation lorsque la température de liteau se trouvant dans le réservoir atteint une valeur inférieure déterminée et arrente l'organe de circulation lorsque la température de l'eau atteint une valeur supérieure déterminée, caractérisé en ce qu'il est prévu un preniez thermostat de service (13) qui enclenche l'organe de circulation (19) pour une température d'eau de chaudière sensiblement égale ou inférieure à la température de coupure du thermostat de réservoir (16), et maintient cet organe de circulation dans cette condition jusqu'à ce que la température de l'eau dans le réservoir soit tombée en-dessous de la température d'enclenchement du thermostat de réservoir (16), en ce qu'à partir de cet instant la commande de l'organe de circulation est assurée par le thermostat de réservoir (16), cet organe de circulation étant maintenu enclenché jusqu'à ce que la température de l'eau du réservoir remonte à la température d'enclenchement du thermostat de réservoir ,en ce qu'il est prévu un second thermostat de service (20) qui enclenche le groupe de chauffage de la chaudière lorsque l'eau de chaudière atteint une teulpérature inférieure déterminée, et arrête le troupe de chauffage lorsque l'eau de chaudière atteint une température supérieure déterminée, et en ce que la plage de température du second thermostat de service (20) englobe la plage de température du thermostat de réservoir (16). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plage de te7E4ratures du second thermostat de service (20) est bien supérieure à la plane de températures du thernostat de réservoir (16) et déborde des deux côtés de ladite plage. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, de préférence pour assurer l'enclenchement de la chaudière et du réservoir lors d'une faible consohmation de chaleur, caractérisé en ce cue le premier 'Jhermostat de service (13) se compose d'un thermostat dont la plate de températures est mobile et plus petite que la plage de températures du second thermostat de service (20) et en ce que l'enclenchement et l'arrêt du groupe de chauffage de la chaudière peut être cor;;lmndé par le premier thermostat de service (13) à la place du second thermostat de service (20) quand il n'est pas nécessaire d'allonger le temps de marche de la chaudière. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est prévu un commutateur (22) comportant au moins deux positions de commande et qui, dans une première position, désexcite le second thermostat de service (20) et relie le conducteur de sortie (14) du premier thermostat de service (13) au conducteur d'enclenchement (15) du groupe de chauffage alors que, dans une seconde position, il relie le conducteur de sortie (21) du second thermostat de service (20) au conducteur d'enclenchement (15) du groupe de chauffage et le conducteur de sortie (14) du premier thermostat de service (13) au conducteur d'enclenchement (18) de l'organe de circulation (19). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le comrmztateur (22) relie le conducteur de sortie (14) du pre mier thermostat de service (13) au thermostat de réservoir (16) de manière que le conducteur d'enclenchement (18) de l'organe de circulation (19) reçoive une tension par l'intermédiaire du thermostat de réservoir quand celui-ci se trouve dans sa position de coupure. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le premier thermostat de service (13) présente une plage de températures comprise entre environ 70 et 750Cet une plage de températures comprise entre environ 60 et 650C et en ce que le second thermostat de service (20) a une plage detempératures comprise entre environ 55 et 750G, le thermostat de réservoir (16) ayant une plage de températures comprise entre environ 60 et 650 C. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le premier thermostat de service (13) enclenche l'organe de circulation (19) pour une température d'eau de chaudière qui est supérieure à la température d'enclenehement du thermostat de réservoir (16).