Brevet FR2353195A1 — publié le 19771223

La présente invention concerne un dispositif de ré gulation de chauffage électrique par accumulation en fonction de la température extérieure. Plus précisément, elle concerne un dispositif de charge d'appareil de chauffage à accumulation assurant la charge pendant les dernières heures de la nuit. Le problème que se propose de résoudre l'invention est d'éviter la charge systématique des appareils pendant les heures de tarif préférentiel, ctest-à-dire essentiellement entre 22 heures et 6 heures quelle que soit la température extérieure et, par conséquent, la capacité de chauffage. Le problème est d'éviter la restitution de chaleur inutilement pendant la nuit et l'accumulation excessive là où il n'y a pas de besoin. Un problème subsidiaire consiste à éviter une trop forte puissance installée qui n'est utilisée que pendant les quelques jours de l'hiver où règne un froid exceptionnel. Lors de ces périodes, l'invention prévoit de chauffer pendant une certaine période de la journée, quand il n'y a pas de tarif préférentiel. Pour tenter de résoudre ce problème, il existe des dispositifs mécaniques qui n'intègrent pas la température et ne permettent qu'une solution approchée. L'invention a pour but de résoudre ce problème de façon satisfaisante. Suivant l'invention, on chauffe à puissance constante, à partir de l'heure la plus tardive possible de la période d'accumulation, la durée de chauffage étant fonction inverse de la température moyenne extérieure qu'il a fait la veille. En fait, la durée de chauffage oscille de 0, quand la température moyenne extérieure atteint une valeur donnée, à la durée maximum du tarif préférentiel, généralement huit heures, quand la température moyenne extérieure descend à une valeur minimum donnée. De plus, la durée de chauffage est augmentée d'une durée, répartie au mieux pendant la période où il n'y a pas de tarif préférentiel, quand la température moyenne extérieure descend au-dessous de la valeur minimum donnée. Plus précisément, le dispositif de régulation est caractérisé par la combinaison a) d'un dispositif thermométrique qui émet une tension à fréquence variant en sens inverse de la température b) d'un compteur d'impulsions animé par le dispositif thermométrique précédent et qui compte nombre de périodes déterminé par la fréquence variable c) d'un dispositif qui ferme le circuit de chauffage, pendant la période de tarif préférentiel, dès qu'un nombre donné d'impulsions, déterminé et fixé à l'avance, a été atteint et qui ouvre ledit circuit de chauffage à la fin du tarif préférentiel ; d) d'un moyen de remise à zéro du comptage d'impulsions à la fin de la période de tarif préférentiel ; e) de moyens de contrôle et de réglage pour étalonnage f) de moyens d'alimentation de secours. Le dispositif comporte, en outre, un moyen de relance de la chauffe pendant la période où il n'y a pas de tarif préférentiel, au moment préférable, quand la température moyenne extérieure descend en-dessous d'une valeur donnée, ce qui détermine une tension différente à l'entrée du moyen de relance. Le dispositif thermométrique se compose essentiellement - d'une sonde thermométrique, - d'un régulateur transformant les indications de température en une tension continue variant comme la température, - dlun convertisseur transformant la tension continue en un courant de fréquence variant avec la tension continue, si bien-que le dispositif thermométrique émet une fréquence inversement proportionnelle à la valeur de la température, Suivant une forme préférée de réalisation, le convertisseur se compose d'un rhéostat d'étalonnage, d'un coupleur opto-électronique et d'un transistor à unijonction. Suivant une autre forme préfére de réalisation, le compteur se compose de trois compteurs binaires à douze étages connectés à un inverseur destiné à opérer un comptage rapide pour le contrôle qui s'effectue à l'aide d'une prise spéciale, tous les compteurs binaires pouvant être remis à zéro par un contacteur actionné par une horloge, le compteur présentant, en outre, une prise pour contrôler la fréquence qu'on modifie par action sur un rhéostat. Le compteur agit sur un relai qui se compose d'un coupleur opto-électronique recevant des signaux du compteur, d'un transistor double et d'un relai à courant faible agissant ensuite sur le bobinage d'un contacteur à courant forto L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante qui en donne un exemple non limitatif de réalisation pratique et qui est illustrée par le dessin joint qui est un schéma par blocs de l'ensemble du dispositif. L'appareil de l'invention se compose essentiellement d'une sonde thermométrique 1, constituée par une thermistance, qui agit en coopération avec un régulateur 2 qui transforme les indications de température en une tension continue variant comme la température. Le régulateur 2 agit, respectivement, par les deux lignes 9 et 10 sur un moyen de commande normal 24 et sur un moyen de relance de la chauffe 23, ceci par des lignes 25 et 26, agissant sur le relai 5 qui détermine le fonctionnement du contacteur de puissance 6 agissant sur le moyen de chauffage. Lesdits moyens de chauffage sont essentiellement des résistances d'appareils de chauffage. Le moyen de commande normal 24 se compose du convertisseur 3 et du compteur 4. Le convertisseur 3 se compose d'un rhéostat d'étalonnage 11, d'un coupleur opto-électronique 12 et d'un transistor à unijonction 130 Le compteur 4 se compose de trois compteurs binaires à douze étages 14, 15, 16 connectés chacun à un inverseur 17 dont le rôle est d'éliminer neuf desdits étages ce qui permet d'atteindre la fin du comptage 512 fois plus vite et de déterminer la mise en route de l'installation dans un temps 512 fois plus court. Ceci permet de réaliser les réglages dans un temps raisonnable. Chacun des compteurs 14, 15, 16 est relié à un dispositif de remise à zéro 7 conduit lui-même par l'horloge 8 qui a pour rôle de remettre l'ensemble à zéro tous les jours à la même heure, par exemple à six heures qui est la fin de la période de tarif préférentiel. Le compteur 14 est relié à une prise 18 pour contrôle de fréquence qui permet d'adapter un fréquencemètre et d'opérer un réglage du rhéostat 11 pour obtenir la fréquence voulue. La ligne 25 relie le compteur 4 au relai 5 qui est, en fait, composé d'un coupleur opto-électronique 19, d'un transistor double 20 et d'un relai 21. Le relai 21 est connecté au contacteur de puissance 6 par la ligne 27. Le contacteur de puissance 6 est alimenté en puissance par la ligne 28 et alimente l'installation par la ligne 29. Pour éviter la remise à zéro intempestive des compteurs 14, 15 > 16, lors d'une coupure de courant par exemple, il est prévu une alimentation de secours 22 qui alimente l'ensem- ble 4, comme elle alimente d'ailleurs le convertisseur 3 et le relai 5. Le moyen de relance de la chauffe 23 est rigoureusement identique au moyen 24 et se compose des mêmes éléments, si bien qutil n'est pas nécessaire de les décrire. La seule distinction réside dans l'alimentation venant du régulateur 2 par la ligne 10 qui détermine une tension différente de celle admise dans la ligne 9 pour déclencher le dispositif dans la période optimum du milieu de la journée. Le dispositif est prévu pour que le relai 5 ferme le circuit.du contacteur 6 après un nombre déterminé d'impulsions compté par le compteur 4. Dans un exemple qui a été réalisé, ce circuit se ferme après 226 = 67 108 864 périodes. La fréquence déterminant ces périodes augmente lorsque la température baisse et inversement. Lorsque la température extérieure est supérieure ou égale à 200, on obtient une fréquence de 773 Hz ce qui détermine un enclenchement à plus de 24 heures. Comme à ce moment, le tout est remis à zéro, le dispositif ne s'enclenche jamais et le contacteur 6 reste ouvert. Si la température extérieure baisse, la fréquence à la sortie du convertisseur 3 augmente et les 67 108 864 périodes seront atteintes d'autant plus vite que la température est plus basse. L'enclenchement -se fera à ce moment là et sera maximum pour une température choisie, par exemple à + 10C, auquel cas on obtient une période de 1 16 Hz qui correspond à 16 heures après ltenclenchement, c'est-à-dire à 22 heures qui correspondront à huit heures de charge. Si la température est inférieure à + 1" et que les 67 108 864 périodes sont comptées en moins de 16 heures, on chauffera toujours pendant la période de huit heures comprises entre 22 heures et 6 heures du matin mais, en plus, le moyen de relance de la chauffe 23 déterminera une remise en route de l'installation pendant la période où il n'y a pas de tarif préférentiel, REVENDICATIONS 1"/ Dispositif de régulation de chauffage électrique par accumulation en fonction de la température extérieure, c a r a c t é r i s é par le fait qu'on chauffe à puissance constante à partir de l'heure la plus tardive possible de la période d'accumulation, la durée de chauffage étant fonction inverse de la température moyenne extérieure qu'il a fait la veille. 2 / Dispositif, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que la durée de chauffage oscille de zéro, quand la température moyenne extérieure atteint une valeur donnée, à la durée maximum du tarif préférentiel, généralement huit heures, quand la température moyenne extérieure- descend à une valeur minimum donnée. 30/ Dispositif, tel que défini dans la revendica tton 2, c a r a c t é r i s é par le fait que la durée de chauf- fage est augmentée d'une durée, répartie au mieux pendant la période où il n'y a pas de tarif préférentiel, quand la température moyenne extérieure descend au-dessous de la valeur minimum donnée et prévue dans la revendication 2. 40/ Dispositif de régulation, tel que défini dans la revendication 2, c a r a c t é r i s é par le fait qu'il combine a) un dispositif thermométrique qui émet une tension à fréquence variant en sens inverse de la température ; b) un compteur d'impulsions animé par le dispositif thermométrique prévu en a) et qui compte le nombre de périodes déterminé par le courant à fréquence variable ; c) un dispositif qui ferme le circuit de chauffage, pendant la période de tarif préférentiel, dès qu'un nombre donné d'im- pulsions, déterminé et fixé à l'avance, a été atteint et qui ouvre ledit circuit de chauffage à la fin du tarif préférentiel ; d) un moyen de remise à zéro du comptage d'impulsions à la fin de la période de tarif préférentiel ; e) des moyens de contrôle et de réglage pour étalonnage; f) des moyens d'alimentation de secours. 50/ Dispositif, tel que défini dans l'une ou l'autre des revendications 3 ou 4, prise isolément, c a r a c t é r i s é par le fait qu'il comporte un moyen de relance de la chauffe 23 pendant la période où il nly a pas de tarif préfé- rentiel, au moment préférable, quand la température moyenne extérieure descend en-dessous d'une valeur donnée, ce qui détermine une tension différente à l'entrée du moyen de relance. 6 / Dispositif, tel que défini dans l'une ou l'autre des revendications 4 ou 5, prise isolément, c a r a c t é r i s é par le fait que le dispositif thermométrique se compose t - d'une sonde thermométrique 1, - d'un régulateur 2 transformant les indications de température en une tension continue, variant comme la température, - d'un convertisseur 3 transformant la tension continue en un courant de fréquence variant avec la tension continue, si bien que le dispositif thermométrique émet une fréquence inversement proportionnelle à la valeur de la température. 70/ Dispositif, tel que défini dans la revendication 4, c a r a c t é r i s é par le fait que le convertisseur 3 se compose d'un rhéostat d'étalonnage 11, d'un coupleur opto électronique 12 et d'un transistor à unijonction 13. 8 / Dispositif > tel que défini dans l'une ou l'autre des revendications 4 ou 7, prise isolément, c a r a c t é ri s é par le fait que le compteur 4 se compose de trois compteurs binaires 14, 15, 16 à 12 étages connectés à un inverseur 17 destiné à opérer un comptage rapide pour le contrôle qui s'ef- fectue à l'aide d'une prise 18, tous les compteurs binaires pouvant être remlc à zéro par un contacteur 7 actionné par une horloge 8, le compteur 14 présentant une prise 18 pour contr- le de fréquence qu'on peut modifier par action sur le rhéostat. 9 / Dispositif, tel que défini dans la revendication 8, c a r a c t é r i s é par le fait que le relai 5 se compose d'un coupleur opto-électronique 19 recevant le signal au compteur 4, d'un transistor double 20 et d'un relai 21 à courant faible agissant ensuite sur le contacteur 6 à courant fort.