Brevet FR2397009A1 — publié le 19790202

L'invention concerne un dispositif électronique de régulation thermique destiné à être associé à une installation pour en régler la température ; elle stapplique tout particulièrement aux installations de nettoyage à sec de "pressing".. On sait que les installations de nettoyage de pressing font une grande consommation d'eau qui circule dans uo circuit de refroidissement et sert à refroidir une batterie associée à un tambour dans lequel sont disposés les vêtements et, le cas échéant, un condenseur associé à un distillateur vers lequel est envoyée une partie au moins des bains de nettoyage en vue de récupérer les solvants utilisés. Pour réduire la consommation d'eau, on utilise actuellement des systèmes de vannes thermostatiques, composés d'un bulbe plongé dans le circuit d'eau et contenant un fluide dont les contractions et dilatations sont transmises par un capillaire à un verin ; celui-ci actionne une vanne de façon progressive selon la pression exercée par le fluide de commande. Ce type de systèmes présente plusieurs inconvénients, dont les deux plus graves résident dans leur inertie qui réduit ltéconomie d'eau susceptible 'être réalisée et dans leur manque de fiabilité au cours du temps qui détermine au terme d'un certain temps d'usage une altération .très marquée de la régulation thermique ; l'usager inexpérimenté est alors amené à retoucher les réglages et dans la plupart des cas, il perturbe entièrement le fonctionnement du système qui devient peu performant et engendre une notable surconsommation d'eau. La présente invention se propose de pallier ces défauts et de fournir un dispositif électronique de régulation thermique, apte à déterminer une consommation minimale d'eau ou autre fluide, avec risque très réduit de variations au cours du temps. Ce dispositif peut être associé à une installation de nettoyage à sec du type évoqué ci-dessus, ou, de façon plus générale, à toute installation dans le but d'ajuster en fonction de la température d'au moins un point de l'installat$on, dit point de contrôle, le débit d'un fluide de refroidissement ou de chauffage parcourant ladite installation dans. un circuit approprié.A cet effet ce dispositif comprend un organe de fermeture ou d'ouverture associé à ce circuit et, selon la présente invention, au moins un composant électronique thermosensible placé à chaque point de contrôle de l'installation et adapté pour fournir un signal électrique fonction de la température au point de con trolle correspondant, des moyens d'alimentation électrique de ce composant, un amplificateur différentiel, en particulier à gain réglable, adapté pour supprimer la composante fixe du signal précité et n'en conserver que la composante représentative de la température, un comparateur, recevant le signal issu de l'amplificateur différentiel et un signal de référence correspondant à une température de consigne et adapté pour délivrer un signal fonction de l'écart entre la température du point de contrôle et la température consigne, enfin des moyens de commande de l'organe de fermeture ou d'ouverture sus-évoqué, adaptés pour actionner celui-ci en fonction du signal issu du comparateur. Le composant électronique thermosensible peut être constitué par un transistor, en particulier du type PLANAR au silicium, dont la base est court-circuitée avec le collecteur ce transistor est alimenté par un générateur de courant et délivre le signal fonction de la température par sa fonction baseémetteur. Le composant thermosensible peut également être constitué par un élément résistif, en particulier du type thermosonde au platine, dont la loi de variation de la résistance en fonction de la température est linéaire jusqu'à des températures très élevées. Ce type de composants sera préféré dans les applications où les températures excèdent 1500 C ; c'est par exemple le cas, dans les systèmes de pressing, des cuves de distillation dont la température peut, par manque ou coupure d'eau, dépasser 2000 C. L'organe de fermeture ou d'ouverture peut très simplement être'constitué par une électrovanne et les moyens de commande par un circuit de puissance recevant le signal issu du comparateur. Lorsque le dispositif est destiné à être associé à une installation comportant plusieurs points de contrôle, il comprend plusieurs composants thermo-sensibles en nombre égal au nombre de points de contrôle ; chaque composant est placé à un point de contrôle et associé à un amplificateur différentiel et à un comparateur pour fournir pour chaque point un signal fonction de l'écart entre la température du point considéré et une température de consigne caractéristique de ce point. L'ensemble de ces signaux est alors injecté dans un circuit électronique OU pourvu d'une sortie reliée aux moyens de commande de l'organe de fermeture ou d'ouverture. Dans le cas où le dispositif est appelé à limiter la température régnant à chaque point de contrôle, en particulier pour une installation de nettoyage de pressing, chaque. comparateur est de préférence adapté pour fournir un signal à deux niveaux, l'un correspondant à une température mesurée inférieure à la température de consigne, l'autre correspondant à une température mesurée supérieure ou égale à cette température de consigne ; les moyens de commande sont adaptés pour commander en tout ou rien l'organe de fermeture ou d'ouverture et conditionner la fermeture de celui-ci pour le premier niveau du signal et l'ouverture pour le second niveau. Ce mode de réalisation est dans la pratique très avantageux car il réduit les risques de déréglage : le débit du fluide est régulé en réglant, en tout ou rien, les durées d'admission du fluide, sans avoir à ajuster de façon précise et progressive une section de passage. L'organe de fermeture ou d'ouverture peut être placé en toute zone du circuit de fluide de l'installation ; en pratique il sera généralement placé à l'entrée de l'installation en amont des points de contrôle. Dans ce cas un conduit à faible débit est monté en dérivation de cet organe pour assurer un faible écoulement de fluide et permettre aux composants thermosen- sibles de détecter la température du fluide aux points de contrôle. Les expérimentations ont montré que le dispositif conforme à l'invention permet de réguler d'une manière fiable et très précise la température du fluide dans le circuit de sorte que le débit de celui-ci demeure de façon très fine ajusté au débit optimal nécessaire compte tenu des valeurs de consigne ; ces performances se maintiennent au cours du temps sans besoin de réglage et déterminent des économies notables de consommation de fluide. D'autres caractéristiques de l'invention se dégageront de la descriptio#n qui suit, en regard des dessins annexés, lesquels ne sont donnés qu'à titre d'exemple non limitatif ; sur ces dessins - la figure 1 est un schéma simplifié d'une installation de nettoyage à sec de pressing, équipée d'un dispositif conforme à l'invention, - la figure 2 est un schéma symbolique des circuits électroniques dont est doté ce dispositif, - les figures 3a, 3b et 3c présentent à titre illustratif, des courbes caractéristiques de signaux générés dans ce dispositif (tensions en fonction des températures), - les figures 4a et 4b présentent, à titre illustratif, une courbe donnant la température de sortie en fonction du temps et une courbe donnant le débit d'eau correspondant en fonction du temps. L'installation de nettoyage représentée à titre d'exemple à la figure 1 comprend, de façon classique, un circuit d'eau 1 branché sur l'eau de ville et servant à refroidir une batterie 2 associée à un tambour de séchage 3 et un condenseur 4 associé à un distillateur 5. Le séchage dans le tambour 3 s'effectue par une circulation d'air, engendrée par un ventilateur 6 ; l'air sté- chauffe dans un organe de chauffage 7, passe dans le tambour et se charge en humidité qu'il abandonne ensuite au niveau de la batterie de refroidissement 2. Le distillateur 5 permet de récupérer les solvants de nettoyage qui sont vaporisés dans un conduit 8 et condensés dans le condenseur 4 ; le circuit d'eau du condenseur est placé en série après la batterie de refroidissement 2, l'eau étant ensuite rejetée à l'égout. Une telle installation fonctionnant sans régulation consomme environ 1150 litres d'eau par cycle de nettoyage lorsque charge de 12 kg environ est disposée dans le tambour et que le bain distillé présente un volume d'environ 60 litres. Selon la présente invention, deux résistances au platine 9 et 1G, variables en fonction de la température, sont disposées dans le circuit d'eau, l'une à la sortie de la batterie 2, l'autre à la sortie du condenseur 4. Ces résistances sont reliées à un système électronique symbolisé en Il qui sera décrit plus loin. Ce système commande, en tout ou rien, l'ouvertu- -re ou la fermeture d'une vanne électromagnétique 12 disposée en amont de l'installation sur l'arrivée d'eau ; cette vanne est associée à un conduit de dérivation à faible débit qui, en l'exemple, est doté d'une vanne manuelle 13 permettant d'ajuster le débit permanent qui s'écoule par cette dérivation. Ce débit toujours faible (de l'ordre de 40 litres/heure) a pour fonction de sensibiliser les résistances 9 et 10 lorsque la vanne principale 12 est fermée. La figure 2 est un schéma synoptique des moyens électroniques du dispositif. On y retrouve en 9 et 10 les résistances déjà évoquées et en 12 la vanne électromagnétique. Les deux résistances 9 et 10 sont associées à des circuits similaires et, chacune, alimentée par un générateur de courant 14 ; le signal qui en est issu (tension de sortie) est traité par un amplificateur différentiel 15 à gain réglable qui n'en garde que la composante de dérive représentative de la température. Le signal issu de l'amplificateur 15 est délivré, d'une part, vers un comparateur 16 pour commander l'électrovanne 12, d'autre part, vers un comparateur 17 pour commander une alarme. Le comparateur 16 compare le signal issu de l'amplificateur à un signal de référence qui lui est fourni par un pont potentiométrique 18 ; ce pont est préajusté de sorte que la tension de référence corresponde à une température de consigne, en particulier de l'ordre de 240 C pour le circuit électronique associé à la résistance 9 située à la sortie de la batterie de refroidissement 2 et de l'ordre de 38 C pour le circuit associé à la résistance 10 située à la sortie du condenseur 4. Les diverses expérimentations ont montré que ces températures correspondaient à un fonctionnement optimum de l'installation de nettoyage. Le comparateur 16 fournit un signal à deux niveaux, selon que la température est inférieure à la valeur de consigne ou est égale ou supérieure à celle-ci. On a représenté aux figures 3a, 3b et 3c l'allure des signaux issus respectivement d'une résistance 9 ou 10, de l'amplificateur 15 et du comparateur 16 en fonction de la température de l'eau au niveau de la résistance. Les variations d'une résistance au platine sont linéaires dans une large plage de température, de sorte que la tension de sortie est elle-même linéaire. Les signaux issus du comparateur 16 et de son homologue 16' sont injectés dans un circuit OU 19, comprenant par exemple deux diodes, qui délivré un signal vers un circuit de puissance 20 commandant l'électrovanne 12. Ce signal conditionne l'ouverture de l'électrovanne si une des températures des points de contrôle dépasse sa température de consigne et la fermeture de celle-ci si les deux températures sont inférieures à leur valeur de consigne. Par ailleurs, le comparateur 17 de chaque circuit d'alarme reçoit un signal de référence qui lui est fourni par un pont potentiométrique 21, préajusté de sorte que ce signal correspond à une température de consigne alarme, par exemple de l'ordre de 45 C. Le signal délivré par ce comparateur change de niveau lorsque la valeur du signal mesuré issu de l'amplificateur 15 atteint celle du signal de référence issu du pont 21. Le comparateur homologue 17t associé à l'autre résistance fournit un signal analogue. Les deux signaux sont in jectés dans un circuit OU 22 dont la sortie est reliée à un organe d'alarme 23 notamment sonore ou visuel ; l'alarme est déclenchée si une température mesurée dépasse sa valeur de consigne alarme. Ainsi, en cas d'échauffement anormal, l'utilisateur peut arrêter le fonctionnement de l'installation avant toute détérioration. La figure 4a représente à titre illustratif la courbe des températures régnant à la sortie de la batterie 2 ou du condenseur 4 au cours du temps, et la courbe 4b le débit d'eau correspondant ; on a indiqué en traits discontinus sur cette dernière courbe la consommation moyenne d'eau. Au début d'un cycle l'électrovanne 12 est fermée et un filet d'eau de faible débit coule par la vanne 19. Les températures à la sortie de la batterie 2 ou du condenseur 4 augmentent lentement ; lorsque l'une d'elles atteint sa valeur de consigne, la résistance et les circuits électroniques associés, engendrent quasi-instantanément l'ouverture de l'électrovanne ; la température au point de contrôle considéré augmente encore pendant un court laps de temps jusqu'à ce que l'eau froide libérée par l'électrovanne arrive à son niveau. Elle chute alors brusquement et I'électrovanne est aussitôt fermée. La température augmente à nouveau jusqu'à atteindre le seuil de consigne et les mêmes opérations se reproduisent, le gain de l'amplificateur permettant de déceler de très faibles variations de température et d'assurer ainsi une excellente stabilité de la température à réguler. La consommation permanente d'eau par l'entremise de la vanne manuelle 13 est très faible et la consommation par l'entre mise de l'électrovanne 12 s'effectue pendant les courts instants qui sont strictement nécessaires à la régulation : la consommation moyenne (traits discontinus à la figure 4b) est ainsi très réduite. Elle est par exemple de 140 litres par cycle (au lieu de 1150 litres) dans le cas évoqué précédemment (charge de 12 kg et bain distillé de 60 litres). On constate que, pour des conditions de travail analogues, cette consommation demeure constante après un très grand nombre de cycles de fonctionnement. L'économie d'eau, supérieure initialement à celle réalisée au moyen des dispositifs de régulation classiques, devient comparativement extrêmement profitable au bout d'un certain temps d'usage. REVENDICATIONS 1/ - Dispositif électronique de régulation thermique destiné à être associé à une installation pour ajuster, en fonction de la température d'au moins un point de l'installation, dit point de contrôle, le débit d'un fluide de refroidissement ou de chauffage parcourant ladite installation dans un circuit approprié, ce dispositif comportant un organe de fermeture ou d'ouverture associé à ce circuit de fluide et étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins un composant électronique thermosensible placé à chaque point de contrôle de l'installation et adapté pour fournir un signal électrique fonction de I temperature au point de contrôle correspondant, des moyens d'alimentation électrique de ce composant, un amplificateur différentiel adapté pour supprimer la composante fixe du signal précité et n'en conserver que la composante représentative de la températu- ré, un comparateur, recevant le signal issu de l'amplificateur différentiel et un signal de référence correspondant à une tem rature de consigne et adapté pour délivrer un signal fonction de l'écart entre la température du point de contrôle et la tempe rature de consigne, enfin, des moyens de commande de l'organe de fermeture ou d'ouverture sus-évoqués, adaptés pour actionner celui-ci en fonction du signal issu du comparateur. 2/ - Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque composant thermosensible est constitué par un élément résistif, en particulier, du type thermosonde au platine, dont la loi de variation de la réslstan- ce en fonction de la température est linéaire jusqu'à des temperatures très élevées. 3/ - Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque composant thermosensible est constitué par un transistor, en particulier du type nPLANARn au silicium, dont la base est court-circjuitée avec le collecteur, ce transistor étant alimenté par un générateur de courant et délivrant le signal fonction de la température par sa jonction base-én#tteur. 4/ - Dispositif électronique selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que lsoruane de fermeture ou d'ouverture est une électrovanne, les moyens de commande étant constitués par un circuit de puissance recevant le signal issu du comparateur. 5/ - Dispositif électronique selon l'une desrevendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le signal de référence correspondant à la température de consigne est délivré par un pont potentiométrique préajusté. 6/ - Dispositif électronique selon l'une des re-vendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce qu t un circuit. d'alarme est monté en parallèle à la sortie de l'amplificateur différentiel, ce circuit comprenant un comparateur, recevant le signal issu de cet amplificateur et un signal de référence correspondant à une température de consigne alarme, ce comparateur étant adapté pour délivrer un signal d'alarme lorsque la valeur du signal issu de l'amplificateur atteint celle du signal de référence, un organe d'alarme étant prévu pour recevoir ce signal d'alarme et déclencher, le cas échéant, une alarme notamment sonore ou visuelle. 7/ - Dispositif électronique selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, destiné à être associé à une installation comportant plusieurs points de contrôle, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs composants thermo-sensibles en nombre égal au nombre de points de contrôle, chaque composant étant placé à un point de contrôle et associé à un amplificateur différentiel et à un comparateur pour fournir pour chaque point un signal fonction de l'écart entre la température du point considéré et une température de consigne caractéristique de ce point, lten- semble de ces signaux étant injecté dans un circuit électronique OU pourvu d'une sortie reliée aux moyens de commande de l'organe de fermeture ou d'ouverture. 8/ - Dispositif électronique selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, destiné à limiter la température régnant à chaque point de contrôle, caractérisé en ce que chaque comparateur est adapté pour fournir un signal à deux niveaux, l'un correspondant à une température mesurée inférieure à la température de consigne, l'autre correspondant à une température mesurée supérieure ou égale à cette température de consigne, les moyens de commande étant adaptés pour commander en tout ou rien l'organe de fermeture ou d'ouverture -et conditionner la fermeture de celui-ci pour le premier niveau du signal et l'ouvertu- re pour le second niveau. 9/ - Dispositif électronique selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5,-6, 7 ou 8, caractérisé en ce que l'or- gane de fermeture ou d'ouverture est disposé à l'entrée de l'installation et est associé à un conduit à faible débit monté en dérivation par rapport à celui-ci. 10/ - Dispositif électronique selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, destiné à être associé à une installation de nettoyage à sec de pressing, comprenant un tambour de séchage associé à une batterie de refroidissement parcourue par un circuit d'eau de refroidissement, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'un composant thermosensible est placé dans le circuit d'eau à la sortie de la batterie de refroidissement, la température de consigne correspondante étant de l'ordre de 24 C. 1 - Dispositif électronique selon les revendications 7 et 10 prises ensemble, destiné à être associé a une installation de nettoyage comprenant, en aval de la batterie de refroidissement, un condenseur de distillation parcouru par le circuit d'eau de refroidissement, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'un autre composant thermosensible est placé dans le circuit d'eau à la sortie du condenseur de distillation, la température de consigne correspondante étant de l'ordre de 380 C.