Brevet FR2369513A1 — publié le 19780526

L'invention se rapporte à des moyens pour économiser l'énergie thermique consommee pour rétablir à une valeur désirée la température intérieure d'un bâtiment après une certaine période d'abandon de ce dernier, et notamment à un procédé dans lequel on prévoit une heure de réoccupation du bâtiment et une période maximum de préchauffage pour obtenir la température désirée à 11 heure de réoccupation, et dans lequel on utilise des premiers moyens de mesure pour mesurer la température régnant à tout moment à l'intérieur du bâtiment. Selon la technique actuelle, on utilise à cet effet des systèmes de régulation préprogrammés en fonction d'un horaire affiché et d'une température estimée à l'avance. Ces systèmes de régulation assurent le ralenti du chauffage pendant la période d'abandon du bâtiment et opèrent un préchauffage de durée prédéterminée avant l'heure de réoccupation du bâtiment. Le caractère prédéterminé du fonctionnement de ces systèmes connus entraîne une dépense d'énergie systématique qui s' avère inutile non seulement dans la phase du ralenti du chauffage, mais également dans la période de préchauffage lorsque la température extérieure vraie est supérieure à la température estimée. La présente invention a pour but de fournir des moyens permettant une-plus grande économie d'énergie, essentiellement en supprimant la phase de ralenti et en détectant un point optimum de redémarrage du chauffage avant l'heure de réoccupation du bâtiment. te-procédé selon l'invention est principalement caractérisé: en ce qu':on procède préalablement, pour le bâtiment équipé de son chauffage, à des mesures d'étalonnage en vue de déterminer le temps que met le chauffage, à une puissance donnée et dans les conditions les plus défavorables de température extérieure et de charge thermique, pour élever la température intérieure d'une valeur donnée, c'est-à-dire en vue de déterminer la pente d'une d-oite de-référence inscrite dans un repère temps-temporatu- re intérieure -et passant par un point dont l'abscisse est donnée par l'heure de réoccupation et dont l'ordonnée est au moins égale à la température intérieure désirée à cette heure, cette droite constituant le lieu des points dont l'abscisse correspond au début de la période effectivement nécessaire pour le prêchauffage lorsque la température intérieure du bâtiment est celle qui correspond à l'ordonnée de ces points et lorsque les conditions de température extérieure, de charge thermique et de puissance de chauffage sont celles des mesures d'étalonnage; en ce qu'on coupe le chauffage sensiblement au moment où l'on quitte le bâtiment; en ce qu'on utilise des seconds moyens de mesure pour mesurer la température régnant à l'extérieur du bâtiment; en ce qu'on utilise une horloge; en ce qu'on utilise des moyens de détermination pour déterminer une température minimale intérieure théorique définie comme l'ordonnée d'un point se déplaçant sur la droite de référence de manière que son abscisse corresponde à l'heure donnée par l'horloge; en ce qu'on utilise des moyens de correction propres à déterminer, en fonction de la température extérieure réelle mesurée, la valeur d'un certain rapport, et à déterminer une température intérieure corrigée, obtenue en affectant la température intérieure réelle mesurée de ce rapport, en ce qu'on utilise des moyens de comparaison pour comparer, à partir du début de la période maximum de préclauffage, la température minimale intérieure théorique à la température corrigée, et en ce qu'on utilise des moyens de commande pour mettre en marche le chauffage du bâtiment dès que là température minimale intérieure est supérieure à la température corrigée. Le procédé suivant l'invention permet une économie d'énergie allant de 20 à 40 % suivant les installations. Un mode particulier de réalisation de l'invention sera décrit ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est un diagramme temps T température i, sur lequel apparaît en trait mixte une évolution possible de la température intérieure du bâtiment. La figure 2 est un schema d'un dispositif mettant en oeuvre le principe de la présente invention. Le procédé de la présente invention a pour but de réaliser une économie de l'énergie thermique consommée pour rétablir à une valeur désiree eid la température intérieure d'un bâtiment après une certaine période H -H d'abandon de ce dernier. pour ce faire, on prévoit, de façon connue en soi, une heure Ho de réoccupation du bâtiment,et une période maximum de préchauffage pour obtenir la température #id désirée à l'heure de réoccupation, et on utilise des premiers moyens de mesure MM1 pour mesurer la température eir régnant à tout moment à l'intérieur du bâtiment. On réservera le-- symbole ei à une température quel- c-onque à l'interieur du bâtiment, et le symbole eir à la température intérieure réellement mesurée par ces premiers moyens de mesure MM1 à un instant particulier. Suivant l'invention, on procède préalablement, pour lebâtiment équipé de son chauffage, à des mesures d'étalonnage en vue de déterminer le temps 8 T que met le chauffage, à une puissance donnée dans les conditions les plus défavorables de température extérieure et de charge thermique, pour élever la température intérieure d'une valeur ##idonnée ; on détermine ainsi la pente( S d'une droite de référence D,inscrite dans un repère temps 6 température intérieure (voir la figure 1) et passant par un point P dont l'abscisseestdonnéepar l'heure H de réoccu o o pation et dont l'ordonnée est au moins égale à la température intérieure eid désirée à cette heure ; la droite D constitue donc id donc le lieu despointsdont l'abscisse correspond au début de la période effectivement nécessaire pour le pré chauffage lorsque la température intérieure #i du bâtiment est celle qui correspond à l'ordonnée de ces points, et lorsque les conditions de température extérieure, de charge thermique et de puissance. de chauffage sont celles des mesures d'étalonnage Ces mesures sont effectuées une fois pour toutes pour un bâtime-nt et un type de chauffage donné Ayant effectué ces mesures d'étalonnage préalable, le procedé de l'invention consiste essentiellement : à couper le chauffage sensiblement au moment H a où l'on quitte le bâtiment; à utiliser des seconds moyens de mesure MM2 pour mesurer la tem rature, er régnant à l'extérieur du bâtiment; à utiliser une horloge HG; à utiliser des moyens de détermination MD pour déter miner une température minimale intérieure théorique #mit définie comme l'ordonnée d'un point P se déplaçant sur la droite de reférence D, de manière que son abscisse corresponde à l'heure h donnée par l'horloge; à utiliser des moyens de correction MCR propres à déterminer, en fonction de la température extérieure réelle mesuréeER, la valeur d'un certain rapport, et à déterminer une température intérieure corrigée tic obtenue'- en affectant de ce rapport la température intérieure réelle mesurée #ir ; à utiliser des moyens de comparaison MCP pour comparer, à partir du début de la période maximum h de préchauffage, la température minimale intérieure théorique remit à la température corrigee tic ;; et à utiliser des moyens de commande MC pour mettre en marche le chauffage du bâtiment, de préférence à a puissance utilisée lors des mesures d'étalonnage, dès que la température minimale intérieure tmit est supérieure à la température corrigée eic ic Le rapport introduit par les moyens de correction MCR a pour fonction de rapporter des conditions données de température extérieure aux conditions standard défavorables utilisées lors des mesures d'étalonnage. Le procédé de.l'invention rapporte ainsi une température intérieure réelle tir mesurée dans des conditions de température extérieure très clémente, à une température fictive tiC,supérieure à cette température réelle 9 de maniere à ne mettre en marche le chauffage que lorsque cela s'avèrera indispensable.De préférence, pour une large gamme donnée de températures extérieures possibles, les moyens de correction MCR peuvent définir une gamme de rapports compris entre deux limites dont l'une au moins est réglable. I1 est très avantageux d'utiliser des premiers moyens de surveillance MS1 pour assurer, au moins pendant la période précédant la période maximum de préchauffage, la mise en marche du chauffage si la température intérieure réelle eir est inférieure ir à une température limite intérieure affichée Olia. Dans ce cas, le début de la période maximum h de préchauffage est située à l'abscisse du point Ph qui appartient à la droite de référence D et a pour ordonnée cette température intérieure limite affichée Ulia On peut voir,sur la figure 1, deux points de remise en marche du chauffage sous l'influence de ces premiers moyens de surveillance MS1. Il est également avantageux d'utiliser des seconds moyens de surveillance MS2 pour assurer la mise en marche du chauffage si la température extérieure réelle ter est inférieure à une température limite extérieure affichée #lea, cette température limite extérieure elea étant par exemple au moins égale à la température extérieure qui règnait lors des mesures d'étalonnage. Enfin, il peut être avantageux d'utiliser des moyens d'avance MA permettant de déplacer, dans le temps et de façon réglable; la droite de référence p, de manière à tenir compte de la durée de la période Hocha d'abandon du bâtiment, c'est-à-dire de la charge thermique que doit assurer le chauffage. Le dispositif de l'invention comprend, de façon connue, un premier organe d'affichage Al. pour afficher l'heure Ho de réoccupation du bâtiment, un second organe d'affichage A2 pour afficher la température #id désirée à l'heure de réoccupation Ho du bâtiment, et un premier organe de mesure MM1 pour mesurer la température intérieure tir du bâtiment. Ce dispositif comporte en outre : un troisième organe d'affichage A3 pour afficher la valeur (##i) de la pente de droite D de réference ; une horloge HG ; un organe de détermination MD, connu en soi, couplé au premier Al, second A2 et troisième A3 organes d'affichage, pour déterminer une température minimale intérieure théorique 6 mit ; un second organe de mesure MM2 pour mit mesurer la température extérieure eer ; un organe de correction MCR, connu en soi, couplé d'une part au second organe de mesure MM2 pour définir un rapport en fonction de la température extérieure réelle eer et d'autre part, au premier organe de mesure MM1 pour déterminer une température corrigee oic obtenue en affectant, de ce rapport, la température intérieure réelle eir; un organe de comparaison MCP, connu en soi, couplé à l'organe de détermination MD, à l'organe de correction MCR et à l'horloge HG, pour comparer, à partir du début d'une période h maximum de préchauffage, la température corrigee sic à la température minima le intérieure théorique e ; et un organe de commande MC, connu mit en soi, coupler à l'organe de comparaison MCP, pour mettre en marche le chauffage du bâtiment lorsque la température minimale intérieure théorique Gmit est supérieure à la température corrigée eie Les premier et second organes de mesure, respectivement MMS et MM2, peuvent consister, par exemple, en une sonde platine connue en soi. Le dispositif de l'invention comporte en outre de préfé- rence un premier organe de surveillance MS1 couplé d'une part au premier organe de mesure MM1 et à un quatrième organe d'affichage A4, pour comparer la température intérieure réelle mesurée eir à une température limite intérieure e affichée sur ce quatrième lia - organe d'affichage, et, d'autre part, à l'organe de commande MC, pour assurer la mise en marche du chauffage si la température intérieure réelle eir est inférieure à cette température limite intérieure affichée e lia Le-dispositif de l'invention comporte en outre avantageusement un second organe de surveillance MS2 couplé, d'une part, au second organe de mesure MM2 et à un cinquième organe d'affichage A5, pour comparer la température extérieure reelle mesurée #er à une température limite extérieure #ea affichée sur ce er lea cinquième organe d'affichage, et, d'autre part, à l'organe de commande. MC pour assurer la mise en marche du chauffage si la température extérieure réelle #er est inférieure à cette température limite extérieure affichée #lea. Enfin, l'organe de correction MCR peut être réglable au moyen d'un organe de réglage A6, et un organe d'avance MA, par exemple réglable au moyen d'un organe A7, peut être couplé à l'organe de détermination MD et à l'horloge HG, en vue d'opérer une translation réglable de la droite de référence.D suivant l'axe des temps T. I1 est du reste bien entendu que le mode de réalisation ci-dessus a été donné à titre d'exemple indicatif et nullement limitatif et que des modifications accessibles à l'home de l'art peuvent y être apportées sans sortir pour autant du cadre de la présente invention. R E V.E N D I C A T I O N S 1.- Procédé pour économiser l'énergie thermique consommée pour rétablir à une valeur désirée la température intérieure d'un bâtiment après une certaine période d'abandon de ce dernier, dans lequel on prévoit une heure de réoccupation du bâtiment et une période maximum de préchauffage pour obtenir la température désirée à l'heure de réoccupation, et dans lequel on utilise des premiers moyens de mesure pour mesurer la température régnant à tout moment à l'intérieur du bâtiment, caractérisé en ce qu'on procède préalablement, pour le bâtiment équipé de son chauffage, àdes mesures d'étalonnage en vue de déterminer le temps que met le chauffage, à une puissance donnée et dans les conditions les plus défavorables de température extérieure et de charge thermique, pour élever la température intérieure d'une valeur 9 oi donnée, c'est-à-dire en vue de déterminer la pente(5 d'une droite de référence D inscrite dans un repère temps-température intérieure et passant par un point PO dont l'abscisse est donnée par l'heure Ho de réoccupation et dont l'ordonnée est au moins égale à la température intérieure eid désirée à cette id heure, cette droite D constituant le lieu des points dont l'abscisse correspond au début de la période effectivement nécessaire pour le préchauffage lorsque la température intérieure du bâtiment est celle qui correspond à l'ordonnée de ces points et lorsque les conditions de température extérieure, de charge thermique et de puissance de chauffage sont celles des mesures d'étalonnage; en ce qu'on coupe le chauffage sensiblement au moment Ha ou l'on quitte le bâtiment; en ce qu'on utilise des seconds moyens de mesure MM2 pour mesurer la température #er régnant à l'extérieur du bâtiment; en ce qu'on utilise une horloge HG; en ce qu'on utilise des moyens de détermination MD pour déterminer une température minimale intérieure théorique émit définie comme l1ordonnée d'un point P se déplaçant sur la droite de référence D de manière que son abscisse corresponde à l'heure H donnée par l'horloge; en ce qu'on utilise des moyens de correction MCR propres à déterminer, en fonction de la température extérieure réelle mesuree terf la valeur d'un certain rapport, et à déterminer une température intérieure corrigée , obtenue en affectant la température intérieure réelle mesurée de ce rapport t en ce qu'on utilise des moyens de comparaison MCP pour comparer, à partir du début de la période maximum h de préchauffage, la température minimale intérieure théorique e mit à la température corrigée 6-ic; et en ce qu'on utilise des moyens de commande MC pour mettre en marche le chauffage du bâtiment dès que la température minimale intérieure omit est supérieure à la température corrigée #ic. 2.- Procéde suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise des moyens de correction permettant de définir pour toute température d'une large gamme donnée de températures -extérieures possibles, un rapport compris entre deux limites dont l'une au moins est réglable. 3.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on utilise des premiers moyens de surveillance MS1 pour assurer la mise en marche du chauffage si la température intérieure réelle sir est inférieure à une température limite intérieure affichée #lia. 4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on utilise des seconds moyens de surveillance MS2 pour assurer la mise en marche du chauffage si la température extérieure réelle ser est inférieure à une température er limite extérieure affichée 6 lea 5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise Ses moyens d'avance MA permettant de déplacer, dans le temps et de façon réglable, la droite de référence D, de manière à tenir compte de la durée de la période Hocha d'abandon du bâtiment. 6.- Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la température limite extérieure elea , que l'on affiche est la lea température extérieure qui régnait lors des mesures d'étalonnage. 7.- Dispositif pour économiser l'énergie thermique consommée pour rétablir à une valeur désirée la température intérieure d'un bâtiment après une certaine période d'abandon de ce dernier, comprenant un premier organe d'affichage A1 pour afficher l'heure de réoccupation du bâtiment, un second organe d'affichage pour afficher la température désirée à l'heure de réoccupation du bâtiment, et un premier organe de mesure pour mesurer la température intérieure du bâtiment, caractérisé en ce qu'il comporte en outre :: - un troisième organe d'affichage A3 pour afficher la valeur( d'une pente d'une droite D de référence - une horloge HG - un organe de détermination MD, couplé aux premier AI, second A2 et troisième A3 organes d'affichage, pour déterminer une température minimale intérieure théorique #mit - un second organe de mesure MM2 pour mesurer la température extérieure e er - un organe de correction MCR couplé d'une part au second organe de mesure MM2 pour définir un rapport en fonction de la.tempéra- ture extérieure réelle e et d'autre part au premier organe de er mesure MM1 pour déterminer une température corrigée #ic obtenue en affectant, de ce rapport, la température intérieure réelle sir - un organe de comparaison MCP couplé à l'organe de détermination MD, à l'organe de correction MCR et à l'horloge HG, pour comparer, à partir du début d'une période h maximum de préchauffage, la température corrigée sic à la température minimale intérieure théorique omit et - un organe de commande MC, couplé à l'organe de comparaison MCP pour mettre en marche le chauffage du bâtiment lorsque la tempé rature minimale intérieure théorique suit est supérieure à la mit température corrigée eic ic 8.- Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un premier organe de surveillance MS1 couplé d'une part au premier organe de mesure MM1 et à un quatrième organe d'affichage A4,pour comparer la température intérieure réelle mesurée #ir à une température limite intérieure #lia lia affichée sur ce quatrième organe d'affichage, et, d'autre part, à l'organe de commande MC, pour assurer la mise en marche du chauffage si la température intérieure réelle e. est infé ir rieure à cette température limite intérieure affichéeîia 9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un second organe de surveillance MS2 couplé d'une part au second organe de mesure MM2 et à un cinquieme organe d'affichage A5, pour comparer la température extérieure réelle mesuréee à une température limite extérieure #lea affichée sur ce cinquième organe d'affi- chage et, d'autre part, à l'organe de commande MC, pour assurer la mise en marche du chauffage si la température extérieure réelle #er est inférieure à cette température limite extérieure er affichée les 10.- Dispositif suivant l'une des revendications 7 à 9, caractérise en ce que l'un au moins des premier MM1 et second MM2 organes de mesure est constitué par une sonde platine.