Brevet FR2298233A1 — publié le 19760813

La présente invention concerne un thermostat électronique, destiné plus particulièrement à un appareil de chauffage électrique par accumulation équipé dlun dispositif de décharge accélérée, comportant trois seuils de teq > érature correspondant respectivemeRt à ltenclenchement des éléments chauffants, l'en- clenchement du dispositif de décharge accélérée en régime de jour et l'enclen- chement de ce meme dispositif en régime de nuit, dans lequel l'alimentation des elements chauffants et du dispositif de décharge s'effectue par l'intermédiaire d'interrupteurs statiques, par exemple du type TRIAC, contrôlés respectivement par deux circuits de commande à transistor, eux-mêmes commandés à partir des informations fournies par une thermistance. On sait qu'à l'heure actuelle, une nouvelle génération d'appareils de chauffage par accumulation est en gestation. Leur principe de fonctionnement est sensiblement différent de celui qui a été traditionnellement adopté jusqu'ici; et nécessite de ce fait une régulation spéciale de charge et de décharge. Les appareils utilisés jusqu'ici sont en effet conçus de manière à ne se recharger que pendant les heures dites creuses, en pratique la nuit, de 22 heures à 6 heures, afin de bénéficier d'une tarification réduite. Ils doivent donc être capables d'emmagasiner suffisaixsent d'énergie pendant la nuit pour pouvoir ensuite la restituer tout au long de la journée, ce qui nécessite évidemment une puissance très importante. Or, on admet maintenant d'avoir éventuellement à recharger l'appareil pendant les heures dites pleines, c' est-à-dire ne bénéficiant pas d'une tarification spéciale, moyennant une réduction importante de la puissance dudit appareil et donc egalemPnt de son encombrement. Pour ce faire, il faut naturellement connander la charge de l'appareil de jour, comme de nuit, afin de compenser les déperditions thermiques. On est ainsi amené à définir trois seuils de température différents, au lieu de deux jusqu' maintenant. Le premier seuil, correspondant a l'enclenchement des éléments chauffants, pourrait par exemple être de 190 C. Quant aux deux autres seuils, correspondant respectivement à la décharge de l'appareil pendant le jour et pendant la nuit, ils pourraient être de 200 C et 180 C. Autrement dit, en dessous de ces deux seuils, le dispositif de décharge accélérée, constitué par exemple par une turbine d'extraction, est enclenché. Les thermostats mecaniques, à bilame ou autres, ne sont pas suffisamment précis pour tenir de tels écarts de température de 10 C seulement. Quant aux thermostats électroniques que l'on connaît actuellement, ils nécessitent, pour passer du régime de jour en régime de nuit, un inverseur mécanique commandé par un relais, ce qui pose évidemment des problèmes de fiabilité. La présente invention a pour but principal de remédier à ces inconvénients en réalisant un thermostat à trois seuils de température entièrement statique. A cet effet, le thermostat selon l'invention est essentiellement carac térisé en ce que le circuit de commande à transistor de l'interrupteur associé au dispositif de décharge comporte une cellule photorésistante couplée à une lampe dont l'allumage est commandé cycliquement au moyen d'une horloge, ladite cellule étant apte à modifier le point de fonctionnement de ce circuit lorsqu'elle est illuminée par la lampe et définissant ainsi les deux seuils de température correspondant respectivement au régime de jour et au régime de nuit. La disposition selon l'invention permet donc de passer très facilement du régime de jour au régime de nuit, en utilisant une simple cellule photorésistante. Dans la pratique, I'illumination de cette cellule sera évidemment aisément commandée au moyen d'un contact de l'horloge équipant le compteur heures creuses du réseau de distribution d'énergie électrique. De préférence, la cellule photorésistante est connectée en série avec une résistance ajustable sur la base du transistor de commande correspondant. I1 est ainsi possible, au moyen de cette résistance, de régler séparément le seuil de température correspondant à la décharge en régime de nuit. Une forme d'exécution de l'invention est décrite ci-après à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel la figure unique représente le schéma d'un thermostat électronique conforme à l'invention, dans son application à un appareil de chauffage par accumulation équipé d'un dispositif de décharge accélérée. Sur ce schéma, on retrouve tout d'abord les éléments chauffants Q de l'appareil, schématisés ici par une résistance, ainsi que le dispositif de décharge accélérée, constitué ici par une turbine d'extraction T. Les éléments chauffants Q et la turbine T sont respectivement connectés entre le neutre N et la phase du réseau d'alimentation alternatif par l'intermédiaire de deux éléments semi-conducteurs du type TRIAC TR1 et TR2. La gachette de TR1 est contrôlée par un circuit de commande classique à deux transistors T1 et T2 de type NPN, tandis que la gachette de TR2 est contrôlée par un circuit de commande analogue comportant deux transistors T3 et T4. Ces deux circuits sont eux-mêmes commandés à partir des informations fournies par une thermistance Th, qui est connectée en série avec une résistance ajustable R1 et un potentiomètre P, aux bornes d'une alimentation continue V0, de manière à former un diviseur de tension. Dans l'exemple de réalisation décrit jci, I'alimentation continue Vg est obtenue à partir du réseau alternatif au moyen d'un circuit de type connu comprenant successivement une condensateur Cl, deux diodes D1 et D2, un condensateur électrochimique C2, une résistance série R2 et une diode Zener Z. La sortie du diviseur de tension, constituée ici par le point de jonction J de la thermistance Th avec la résistance ajustable R1, est reliée à la base de T1 par une résistance R3 et à la base de T3 par une résistance R4. L'état des circuits T1-T2 et T3-T4 est ainsi fonction de la tension continue existant aux bornes de la thermistance Th. Un condensateur électrochimique C3 d'au moins un microfarad est en outre connecté en parallèle sur cette thermistance, pour une raison qui apparaîtra plus clairement par la suite.La base de T1 est par ailleurs reliée au pôle négatif de l'alimentation continue -Vg par 1 'intermé- diaire d'une résistance ajustable R5, tandis que la base de T3 est reliée à ce meme pôle négatif par l'intermédiaire d'une autre résistance ajustable R6. Conformément à l'invention, une cellule photorésistante Ph est connectée en série avec la résistance ajustable R6. Cette cellule est couplée à une lampe au néon L, qui est connectée entre le neutre N et la phase du réseau alternatif par l'intermédiaire d'une résistance série R7 et d'un contact interrupteur K actionné cycliquement. Dans la pratique, le contact K sera avantageusement constitué par le contact existant normalement sur l'horloge équipant le compteur heures creuses du réseau de distribution d'énergie électrique. Ainsi, la lampe L ne sera allumée que pendant les heures dites creuses, soit en pratique la nuit de 22 heures à 6 heures, et restera éteinte le reste du temps. Le thermostat électronique qui vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante : La tension continue issue du diviseur de tension, soit en l'occurrence la tension au point J, a une polarité qui dépend évidemment de l'état thermique de la thermistance Th, compte tenu du réglage donné au potentiomètre P et à la résistance R1, et va donc commander en conséquence l'état des circuits Tl-T2 et T3-T4. . Grâce au condensateur C3, le changement d'état de ces circuits sera brutal et créera artificiellement-un petit différentiel évitant le battement du système. Audessus devra température de consigne fixée par le potentiomètre P et la résistance R1, la base du premier transistor T1,T3 de chaque circuit est polarisée à l'inverse. Les transistors T1 et T3 sont donc bloqués, ce qui rend condueteurs les transistors T2 et T4. Par suite, la polarisation négative de la gachette des TRIACS TR1 et TR2 se trouve shuntée et ceux-ci sont par conséquent bloqués, ce qui empeche l'alimentation de la turbine T et des éléments chauffants Q. En pratique, la résistance R1 est ajuste de manière que le circuit T -T commandant le fonctionnement de la turbine T change d'état en dessous d'un seuil de température qui sera par exemple fixé à 200 C, ce en régime de jour, c'est à-dire lorsque la lampe L est éteinte et qu'elle n'excite donc pas la cellule photorésistante Ph. En dessous de ce seuil, le transistor T3 devient conducteur et le transistor T4 est par conséquent bloqué. La gachette de TR2 est alors polarisée directement par la tension négative d'alimentation, ce qui entraine sa conduction. La turbine T se trouve ainsi alimentée en courant et assure la décharge accélérée de l'appareil par ventilation. Quant à la résistance R5, elle est ajustée de manière que le circuit T1 -T2 commandant l'alimentation des éléments chauffants Q change d'état en dessous d'un seuil de température fixé par exemple à 190 C. En dessous de ce seuil, le transistor T1 devient conducteur et le transistor T2 est bloqué. La gachette de TR1 est alors polarisée négativement, ce qui entraîne la conduction de ce TRIAC et par conséquent l'alimentation en courant des éléments chauffants Q. En régime de nuit, soit en pratique de 22 heures à 6 heures, le contact K est fermé par l'horloge équipant le compteur heures creuses de l'installation et provoque l'allumage de la lampe au néon L. La cellule photorésistante associée Ph est ainsi excitée et sa résistance qui était auparavant très grande devient au contraire très faible. La base du transistor T3 se trouve alors shuntée par une certaine résistance, ce qui modifie évidemment son point de fonctionnement et détermine un nouveau seuil de température qui sera par exemple de 180 C. Ce nouveau seuil peut être réglé facilement au moyen de la résistance ajustable R6. Ainsi, pendant les heures creuses, la turbine de décharge T n'est enclenchée que lorsque la température ambiante tombe en dessous de 180 C. Il va de soi par ailleurs qu'en modifiant le réglage du potentiomètre P, on peut décaler simultanément vers le haut ou vers le bas les trois seuils de température du thermostat, sans pour autant altérer l'écart qui existe entre eux et qui, dans ltexemple choisi, restera donc de 10 C. Le thermostat selon l'invention permet en définitive de passer du régime de jour au régime de nuit de la décharge accélérée sans avoir recours à aucun élément mécanique mobile, donc avec une sécurité de fonctionnement accrue par rapport aux thermostats connus du même type. On notera en outre qu'un tel thermostat peut être facilement adapté aux appareils de chauffage par accumulation possédant un dispositif de régulation de charge incorporé. REVENDlCATIONS 1.- Thermostat électronique, destiné plus particulièrement à un appareil de chauffage électrique par accumulation équipé d'un dispositif de décharge aceélérée, comportant trois seuils de température correspondant respectivement d ltenclenchement des éléments chauffants, l'enclenchement du dispositif de décharge accélérée en régime de jour et l'enclenchement de ce même dispositif en régime de nuit, dans lequel l'alimentation des éléments chauffants et du dispositif de décharge s'effectue par l'intermédiaire d'interrupteurs statiques, par exemple du type TRIAC, contrôlés respectivement par deux circuits de commande à transistor, eux-mêmes commandés à partir des informations fournies par une thermistance, ledit thermostat étant caractérisé en ce que le circuit de commande à transistor de l'interrupteur associé au dispositif de décharge comporte une cellule photorésistante couplée à une lampe dont l'allumage est commandé cycliquement au moyen d'une horloge, ladite cellule étant apte à modifier le point de fonctionnement de ce circuit lorsqu'elle est illuminée par la lampe et définissant ainsi les deux seuils de température correspondant respectivement au régime de jour et au régime de nuit. 2.- Thermostat électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cellule photorésistante est connectée en série avec une résistance ajustable, sur la base du transistor de commande correspondant.