Brevet FR2262261A1 — publié le 19750919

la présente invention concerne d'une manière générale la régulation d'une installation de chauffage électrique à accumulation. Ainsi qu'on le sait il est usuel d'assurer la charge quotidienne d'une telle installation pendant une partie contrôlée de la journée, choisie pour correspondre à une période de moindre coût de l'énergie électrique nécessaire. En pratique une telle charge est assurée de préférence de nuit, pendant les heures dites heures creuses correspondant à une consommation générale moindre d'énergie électrique. Conjointement, il est usuel lors de I'établissement d'une telle installation de chauffage, de déterminer l'importance de celle-ci en fonction de besoins calorifiques maximaux déterminés susceptibles titre nécessaires, compte tenu dune part de l'importance et de l'orientation des locaux à chauffer et compte tenu d'autre part de conditions climatiques extérieures déterminées choisies pour correspondre aux conditions locales moyennes. C'est ainsi par exemple, pour fixer les idées, qu'une telle installation de chauffage doit être à même de fournir aux locaux quelle dessert les calories propres à compenser la déperdition de chaleur due à 1' écart de température entre, d'une part la température à maintenir à l'intérieur desdits locaux, 200C par exemple, et d'autre part la température extérieure supposée la plus basse possible, compte tenu de l'implantation géographique de ces locaux, -9 C par exemple. Ainsi donc de telles installations sont usuellement calculées de manière suffisante pour que leur seule charge pendant les heures creuses de nuit soit suffisante pour permettre la restitution de jour des calories propres à compenser la déperdition ma ximale de chaleur susceptible d'intervenir pendant les périodes climatiques les moins favorables. Or il s'avère statistiquement que de telles périodes climatiques défavorables, pour lesquelles la température extérieure est égale à la température la plus basse normalement prévisible, à savoir ,gOC dans l'exemple succinctement exposé ci-dessus, ne correspondent qu'à une fraction relativement faible du cycle annuel des températures extérieures moyennes. C'est ainsi, par exemple, que dans les régions relativement tempérées de la Branche la température extérieure ne descend de jour au-dessous de OOC que pendant un nombre de jours inférieur en général à 30 ou 35. Il en résulte donc que les installations de chauffage calculées pour répondre aux conditions climatiques les plus défavorables ne sont utilisées à pleine capacité que pendant un nombre réduit de jours, ce qui, pour les jours où les conditions climatiques sont plus favorables, qui sont largement majoritaires, se traduit par un surdimentionnement intempestif et coûteux d'une telle installation par rapport à ce qui serait strictement nécessaire. La présente invention a d'une manière générale pour objet de pallier cet inconvénient. Selon l'invention on n'assure la charge normale d'une ins- tallation de chauffage électrique à accumulation pendant une pre mière partie contrôlée de la journée, en pratique de nuit, en heures creuses, que pour une fraction des besoins calorifiques maximaux susceptibles d'être nécessaires, et on complète éventuellement cette charge pendant une deuxième partie contrôlée de la journée, en fonction des conditions climatiques extérieures du moment. Autrement dit on renonce, pour une partie de la charge éventuellement nécessaire, à bénéficier du tarif très favorable des heures creuses de nuit, compte tenu de ce que cette disposition permet de diminuer la puissance maximale à installer, et compte tenu de ce que le nombre de jours au cours duquel une charge complémentaire à un tarif moins favorable sera effectivement nécessaire est relativement réduit, le bilan économique de l'ensemble étant toujours positif. De préférence, la charge complémentaire éventuelle est assurée pendant les heures dites heures pleines, en dehors des heures de pointe ; en pratique, cette charge complémentaire peut être prise entre 12 H 30 et 16 H 30, période qui correspond à un creux de la courbe de consommation électrique journalière moyenne d1en- semble. Quoi qu'il en soit la disposition suivant l'invention permet avantageusement une diminution de l'investissement initial nécessaire à l'établissement d'une installation de chauffage électrique à accumulation et est donc susceptible de favoriser une diffusion accrue de ce mode de chauffage. De préférence également, mais non obligatoirement, la charge normale et/ou la charge complémentaire éventuelle de l'installaMha de chauffage sont modulées en fonction des conditions climatiques extérieures du moment. Cette disposition, connue par elle-meme, permet d'étaler les temps de charge tout au long de la période contrôlée de la journée au cours de laquelle une telle charge est effectuée. Les 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 I est un bloc diagramme d'une installation de chauffage électrique à accumulation suivant l'invention la figure 2 est un schéma détaillé de cette installation et notamment du boiter de connexion particulier qu'elle comporte; la figure 3 est une vue partielle reprenant un détail de la figure 1 et concernant une variante de réalisation. A la figure 1 on a schématiquement représenté en 10 les résistances électriques d'une installation de chauffage 11 sur 1' alimentation électrique 12 desquelles est interposé un contacteur de commande 13. Conjointement une telle installation de chauffage 11 comporte des turbines ou autres moyens de soufflage 15 propres à assurer la restitution de la chaleur emmagasinée, sur l'alimentation électrique 16 desquels est interposé un thermostat d'ambiance 17 usuellement disposé à l'intérieur des locaux à chauffer. De manière usuelle également une telle installation de chauffage Il est pilotée par une sonde 18 placée à 1' extérieur, en général au nord, au nord-est et à l'est. Dans l'exemple représenté à la figure 1, une sonde extérieure 18 individuelle est prévue et il lui est associé un bottier de correction intérieur 19, à la disposition des usagers, pour un réglage fin des conditions de fonctionnement définies par la sonde extérieure 18. Selon un aspect de la présente invention un boitier de con nesnon 20 particulier est prévu pour regrouper l'ensemble des connexions nécessaires au pilotage du contacteur 13 par la sonde 18 et le bottier de correction 19, ainsi que, dans l'exemple représenté, à la mise en oeuvre contrôlée de l'alimentation 16 des moyens de soufflage 15. pratique le boiter de connexion 20 reçoit sur ses bornes B1, B2 une tension d'alimentation appropriée, 220 volts par exemples. Bes bornes d'alimentation de la bobine du contacteur 13 sont reliées à deux bornes B3, B4 du bottier de connexion 20 ; la première de ces bornes, à savoir la borne B3, est reliée à la borne B2 précédente par l'intermédiaire d'un fusible 22, tandis que la deuxième de ces bornes, à savoir la borne B4, est reliée à la borne B1 par l'intermédiaire de deux circuits d'alimentation 23, 24 montés en parallèle. Le circuit d'alimentation 23 comporte en série, d'une part un interrupteur de mise sous tension piloté, ainsi qu'il appa raiera ci-après, par un organe de commande programmé et, d'autre part un interrupteur thermostatique de commande 26 placé dans la sonde extérieure 18. De manière semblable, le circuit d'alimentation 24 comporte en série, d'une part un interrupteur de mise sous tension 27 piloté par un organe de commande programmé, et d'autre part un in interrupteur thermostatique de commande 28 placé selon l'invention dans la sonde 18, conjointement avec le précédent. Dans 1' exemple de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, les interrupteurs de mise sous tension 25, 27 sont pilotés par une horloge 30 du type de celle courammenimise en oeuvre pour répondre aux besoins d'une double tarification. Une telle horloge, figure 1, comporte usuellement deux interrupteurs commandée en fermeture et en ouverture, de manière appropriée, à des heures d'énclenchement et de déclenchement déterminées ; la multiplication de contact "heures creuses" de cette horloge peut par exemple être assurée par un relais frontière monté en parallèle avec la bobine de changement de tarif heures creuses que comporte usuellement le compteur prévu chez l'usager, en t;ête de son installation. Dans l'exemple représenté, l'interrupteur de mise sous tension 27 du circuit d'alimentation 24 est formé directement par 1' un des interrupteurs de l'horloge 30 et celle-ci est réglée pour que cet interrupteur 27, qui est établi entre deux bornes B5, B6 du boitier de connexion 20 ne soit fermé qu'entre 12 H 30 et 16 H 30, et demeure ouvert le reste de la journée. De manière semblable l'interrupteur de mise sous tension 25 du circuit d'alimentation 23 pourrait être constitué par le deuxième interrupteur 34 de l'horloge 30 pour un pilotage direct de cet interrupteur de mise sous tension par l'organe programmé que constitue conjointement l'horloge 30 aussi bien pour 1'interrup teur 27 que pour l'interrupteur 34. Gependant, dans l'exemple représenté, ce deuxième interrupteur 34 de l'horloge 30, dont les bornes sont reliées à des bornes B7 et B8 du boitier de connexion 20 est de préférence interposé sur l'alimentation d'un relais 35, dit ci-après relais d'interdiction de restitution, et l'interrupteur de mise sous tension 25 est commandé par ce relais 35, ainsi que le schématise le trait interrompu 35' à la figure 2. C'est donc par l'intermédiaire du relais 35 que l'organe de commande programmé que constitue l'horloge 30 agit sur 1' interrup- teur de mise sous tension 25. De manière connue en soi aux interrupteurs thermostatiques de commande 26, 28 de la sonde 18 est associée une résistance de chauffage 31 dont l'alimentation est contrôlée par le boîtier de correction 19. On a désigné par B9, B10, B11 et B12 les bornes du boîtier de connexion 20 permettant le raccordement à celui-ci de la sonde extérieure 18, et par B13, B14, B15 les bornes de ce boîtier de connexion 20 permettant le raccordement à celui-ci du boîtier de correction 19. Outre l'interrupteur de mise sous tension 25, qui est normalement ouvert, le relais d'interdiction e restitution 35 pilote un interrupteur 38 qui est normalement fermé et qui est interposé sur l'alimentation 16 des moyens de soufflage 15. En pratique cette alimentation 16 est reliée à des bornes B16 et B17 du boîtier de connexion 20, et ces bornes B16 et B17 sont reliées aux bornes d'alimentation B1, 32 de ce boftier par 1' intermédiaire de l'interrupteur 38. dérivation sur cet interrupteur 38 est établi un interrupteur 40 qui est normalement ouvert et qui est piloté par un relais 41, dit après relais d'autorisation contrôlée de restitution, ainsi que le schématise le trait interrompu 41' à-la figure 2. Sur l'alimentation de ce ralais 41, qui est doublé par un voyant lumineux 42, sont successivement interposés, d'une part un interrupteur 43, qui est normalement ouvert et qui est piloté par le relais d'interdiction de restitution 35, et d'autre part un bouton poussoir de commande 45, qui est doublé par un interrupteur d'auto-alimentation 46 piloté par le ralais 41. les interrupteurs de commande thermostatiques 26 et 28 sont réglos à des températures différentes. Par exemple l'interrupteur 26 est réglé à +200C et l'interrupteur thermostatique 28 à +10C. Bien entendu ces valeurs de température ne sont pas limitatives de l'invention mais ne sont données ici qu'à titre dlexem- ple. Be cycle de fonctionnement de l'installation décrite cidessus est le suivant Ce cycle commence à 22 H, heure à laquelle l'horloge 30 commande la fermeture de l'interrupteur 34, et par là l'alimen- tation du relais d'interdiction de restitution 35. Ce relais 35 commande simultanément la mise en service du circuit d'alimentation 23, par l'interrupteur de mise sous tension 25, et la mise hors service des moyens de soufflage 15 par l'interrupteur 38. Conjointement il ferme l'interrupteur 43. Par le circuit d'alimentation 23, le contacteur 13 se trouve sous tension, et donc les résistances électriques 10 sous charge, pour autant bien entendu que l'interrupteur thermostatique 26 soit fermé, c'est-à-dire pour autant que, dans l'exemple proposé ci-dessus, la température extérieure soit inférieure à 200C. Dans le cas présent, la charge est modulée grâce à la résistance de la sonde et à l'interrupteur thermostatique 26 limitant la charge à ce qui est nécessaire pour chauffer le local, suivant le procédé dit EROCESS-CONT'ROL. Si cette température extérieure s'élève au-dessus de 200C, le circuit d'alimentation 23 du contacteur 13 s'ouvre et la charge est interrompue. Dans tous les cas ce circuit d'alimentation 23 est ouvert à 6 H, l'horloge 30 commandant alors l'ouverture de l'interrupteur 25 par l'intermédiaire du relais 35. Simultanément le relais 35 laisse retomber l'interrupteur 38 qu'il pilote, et cet interrupteur ferme le circuit d'alimentation 16 des moyens de soufflage 15, ceux-ci pouvant dès lors assurer une restitution aux locaux à chauffer de la chaleur préalablement emmagasinée, sous le contrarie du thermostat d'ambiance 17. À 12 H 30 l'horloge 30 commande la fermeture de leinterrup- teur de mise sous tension 27. Si, conjointement, la température extérieure étant inférieu re à +10C, l'interrupteur thermostatique 28 est fermé, le contacteur 13 est à nouveau sous tension par le circuit d'alimentation 24. Il en résulte une charge complémentaire de l'installation de chauffage 11. Dans le cas présent, celle-ci est ajustée à ce qui est nécessaire pour le local grâce à la résistance de la sonde et à 1' interrupteur thermostatique 28 comme précédemment. Bien entendu si la température extérieure est ou devient supérieure à 10C, l'interrupteur thermostatique 28 est ouvert ou s'ouvre, et cette charge complémentaire n'a pas lieu ou est in t errompue. Dans tous les cas, à 16 h 30 l'horloge 30 commande l'ouverture de l'interrupteur 27, et donc du circuit d'alimentation 24. Tel que décrit ci-dessus le relais 35 interdit la mise en oeuvre des moyens de soufflage 15, et donc la restitution de la chaleur préalablemeet emmagasinée dans l'installation de chauffage 11 lors de la charge normale de celle-ci, c'est-à-dire entre 22 E et 6 H. Si cependant une telle restitution de chaleur est nécessaire il suffit d'appuyer sur le bouton poussoir 45, ce qui, l'interrupteur 43 étant fermé par le relais 35 entre 22 H et 6 H, met sous tension le relais d'autorisation contrôlée de restitution 41, lequel stauto-alimente alors par l'interrupteur 46 jusqu'à 6 H, heure à laquelle le relais 35 commande l'ouverture de l'interrupteur 43. Dans le cas où la possibilité d'interrompre cette restitution de chaleur entre 22 H et 6 H serait souhaitable, il est pos sible de prévoir à cet effet un bouton poussoir d'ouverture en série avec le relais 41, donnant priorité à l'arrêt tel que schématisé en 50 en traits interrompus à la figure 2. Dans tous les cas le voyant lumineux 42 permet de contr8ler l'intervention du relais 41. Si désiré une restitution de la chaleur peut être obtenue à n'importe quel moment de la journée entre les bornes B17 et B18 du boîtier de connexion 20. Dans ce qui précède on a supposé qu'une sonde extérieure 18 individuelle était associée à l'installation de chauffage concernée. En variante, figure 3, une seule sonde extérieure peut entre prévue pour un ensemble d'installations de chauffage distinctes et la mise en oeuvre de celles-ci est dès lors commandée à partir d'un poste central comportant ladite sonde, par l'intermédiaire d'un relais 55 qui se substitue à l'horloge 30 pour le pilotage programmé des interrupteurs 27 et 34 décrits ci-dessus, et qui est télécommandé à partir dudit poste central, aux heures d'enclenchement et de déclenchement prévues. Dans ce cas, le boîtier de connexion 20 subsiste ; il suffit de raccorder de manière appropriée les bornes B9, B10, 311 et B12 normalement prévues pour le raccordement sur ce boîtier de connexion d'une sonde extérieure individuelle 18. En pratique les bornes B10 et B12 sont reliées ensemble. Ainsi un même boîtier de connexion convient avantageusement à tous les cas d'utilisation, quelle que soit la nature des organes de commande programmés correspondants. Bien entendu la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation et de mise en oeuvre décrites et représentées, mais englobe toute variante d'exécution. REVENDICATIoNS 1. Dispositif de régulation pour installation de chauffage électrique à accumulation du genre comportant un contacteur qui est apte à commander la charge dtune partie au moins de ladite installation et auquel sont associés deux circuits d'alimentation montés en parallèle, lesdits circuits comportant chacun en série, d'une part un interrupteur de mise sous tension piloté par un organe de commande programmé, et d'autre part un interrupteur de commande soumis à des conditions thermostatiques, un tel dispositif de régulation caractérisé en ce que, conjointement, le contacteur est apte à commander la charge de la totalité de l'installation concernée, les deux circuits d'alimentation de ce contacteur ne comportent chacun en série qu'un interrupteur de mise sous tension et qu'un interrupteur de commande, les interrupteurs de commande desdits circuits d 'alimentation sont directement par eux-memes des interrupteurs thermostatiques placés dans une sonde sensible aux conditions cli matiques extérieures et réglés à des températures différentes, et les deux organes de commande programmés concernés sont eux-memes réglés à des heures d'enclenchement et de déclenchement différentes 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de commande programmés sont constitués conjointement par une horloge. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite horloge est du type de celle couramment mise en oeuvre pour répondre aux besoins d'une double tarification. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que sur ladite horloge un relais frontière est monté en parallèle avec la bobine de changement de tarif heures creuses que comporte usuellement le compteur prévu chez l'usager en tête de son installation. 5. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que s'agissant du chauffage de plusieurs locaux différents, les organes de commande programmés, associés à l'un quelconque de ceuxci, sont constitués conjointement par un relais télécommandé à partir d'un poste central comportant une sonde extérieure commune à tous lesdits locaux. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que pour l'un au moins des circuits d'alimen tation, l'action de l'organe de commande programmé sur liinterrup- teur de mise sous tension correspondant se fait par l'intermédiaire d'un relais. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un bottier de connexion regroupant l'ensemble des connexions nécessaires, quelle que soit la nature des organes de commande programmés.