Brevet FR2411534A1 — publié le 19790706

La présente invention concerne un dispositif de commande permettant la charge d'au moins un poêle à accumulation de chaleur et comprenant, d'une part, un équipement de commande pour produire une tension de commande qui chaque fois au cours d'un laps de temps de vingt-quatre heures-passe dans une première période (heures de nuit), sous la dépendance d'une grandeur perturbatrice influencée par la température extérieure, la charge imposée au réseau et analogues, en fonction du temps de valeurs élevées à des valeurs basses et dans une seconde période, sous la dépendance de la grandeur perturbatrice, par paliers de valeurs basses à des valeurs plus élevées et, d'autre part, un équipement de commutation dans lequel la tension de commande est ajoutée & ,une grandeur de mesure représentative de la température de la masse accumulatrice, et qui pour une somme déterminée des deux signaux met en circuit ou hors circuit les éléments chauffants situés dans la masse accumulatrice. Dans un dispositif connu de ce genre (prospectus "AEG Ins tallationsgeràte, Elektronische Aufladeautomatik B 1, Elfamatik Leitsystem, imprimé NO L1/J. 02.48/0372X') est prévu un équipement de commande électronique auquel sont connectées une résistance, variable en fonction de la température extérieure, pour produire la grandeur perturbatrice et une résistance, variable en fonction du temps, pour produire une grandeur de commande variant dans le temps.La grandeur perturbatrice et la grandeur de commande variant en fonction du temps sont traitées dans l'éqùipement de commande de telle manière que pour la température extérieure la plus basse à détecter la tension de commande se trouve, déjà au début d'une première période correspondant à la période de charge habituelle durant la nuit, ramenée dcune valeur maximale effective à une valeur minimale. En présence de cette valeur maximale effective un poêle à accumulation de chaleur raccordé est mis en circuit lorsque sa chaleur résiduelle est nulle.De plus, à mesure que la température extérieure s'élève, la tension de commande est portée à cette valeur maximale, sous ;L'action de la résistance variable en fonction du temps, de plus-en plus tardivement jusqu'à ce qu'enfin, pour la température extérieure la plus élevée à détecter, cette valeur maximale effective ne soit atteinte qu'au bout de la première période de sorte que meme des poêles à accumulation de chaleur complètement déchargés ne peuvent pas entre chargés. Dans ce dispositif la tension de commande s'ajoute à une valeur correspondant à la température de la masse accumulatrice et en cas d'écart par rapport à une valeur nominale les éléments chauffants du poêle à accumulation de chaleur concerné sont mis en circuit ou hors circuit.Ainsi le début de charge fait l'objet, en fonction de la température extérieure, d'un décalage dans le temps en directions ela fin de la première période. La résistance variant en fonction du temps est entraînée par un moteur-réducteur qui permet d'effectuer un tour complet de la piste de résistance en l'espace de vingt-deux heures. Puis le moteur-réducteur est arrêté jusqu'à ce que commence la première période suivante. Le moteur-réducteur commande par l'intermédiai- re de cames également des interrupteurs. L'un de ces interrupteurs permet au bout de la première période à la résistance variant en fonction du temps d'être électriquement déconnectée de l'appareil de commande de sorte que la tension de commande ne dépend alors plus que de la température extérieure.Au cours de la deuxième période, durant laquelle une recharge dite de -jour peut s'effectuer selon les dispositions de l'entreprise ds.dis- tribution d'électricité concernée, un second interrupteur connecte une résistance additionnelle au circuit de la résistance détectrice de la température extérieure de sorte que la tension de commande prend une valeur accrue. Ainsi la recharge durant le Jour peut être fixée de telle manière qu'en fonction de la température extérieure chaque poêle à accumulation de chaleur ne soit chargé qu'autant que le besoin en chaleur à prévoir pour le restant de la secondepériode ltexige. La résistance variable en fonction du temps reste alors électriquement déconnectée de l'appareil de commande. La présente invention a pour objet de perfectionner un dispositif du genre décrit plus haut de manière que la seconde période soit divisée en au moins deux intervalles de temps partiels et que par l'intermédiaire de la tension de commande au commen cement du dernier intervalle de temps partiel une recharge d'un poêle à accumulation de chaleur raccordé soit empêchée en cas de températures extérieures supérieures à une valeur pouvant être choisie à volonté. La solution apportée à ce problème suivant la présente invention consiste en ce qu'au cours de la seconde période la tension de commande est élevée au moins en deux étapes successives et cela chaque fois par rapport au palier précédent et en ce qu'au délà d'une température extérieure préétablie la tension de commande présente au début de la dernière élévation dfelle-même une valeur suffisante pour mettre les éléments chauffants hors circuit par l'intermédiaire de l'équipement de commutation. On obvient ainsi qu'au cours de la deuxième période, qui comprend le laps de temps de recharge durant le jour, dans un premier intervalle de temps partiel jusqu'à un moment déterminé suivant la durée de recharge autorisée par l'entreprise de distribution d'électricité par exemple par l'intermédiaire d'une installation de commande centrale, soient mis en circuit tous les poêles à accumulation de chaleur qui se trouvent déchargés à un plus haut degré que celui déterminé par la tension de commande après la première élévation.Après ce moment la tension de commande est cependant élevée encore et cela suffisamment pour qutà des températures extérieures supérieures à une valeur pouvant être choisie (par exemple - donc) il ne puisse pas y avoir, du moins initialement, de recharge même d'un accumulâteur de chaleur déchargé. A des températures extérieures inférieures à - 10 C la tension de commande ne suffit cependant pas, même après la dernière élévation, pour provoquer à elle seule la mise hors circuit des éléments chauffants de la masse accumulatrice par ltintermé- diaire de ltéquipement de commutation.En cas de températures extérieures très basses et d'une consommation de courant générale accrue en conséquence, le réseau d'alimentation ne se trouve ainsi astreint au cours du deuxième intervalle de temps partiel, qui se situe durant les heures du- soir, qu'à fournir la puissance de chauffage absolument nécessaire. Si la tension de commande diminue, après la dernière élévation, de manière continue ou éventuellement même par,petits pas, des poêles à accumulation-de chaleur déchargés à un très haut degré peuvent encore être mis en circuit les uns après les autres. Afin de produire la première élévation de la tension de commande il peut être superposé à la grandeur perturbatrice une grandeur de commande additionnelle, par exemple en connectant une résistance électrique additionnelle à une résistance détectrice de la température extérieure. Dans ce cas la composante variable en fonction du temps, destinée à faire varier la tension de commande, est de préférence mise hors de cause. La dernière élévation de la tension de commande peut par contre s'effectuer au moyen de la composante variable en fonction du temps en imposant à une résistance variable en fonction du temps un domaine de réglage qui ne s'applique pas à la première période. Si dans ces conditions la résistance additionnelle mentionnée plus haut est mise hors circuit, les deux élévations de tension de commande sont réglables dans leur importance indépendamment l'une de l'autre. Pour la détermination des différentes périodes ou intervalles de temps partiels il peut encore être associé à la commande de la résistance variable en fonction du temps un mécanisme de commutation à cames qui déclenche par l'intermédiaire d'interrupteurs au moment voulu les processus de commutation appropriés. Les élévations et/ou l'ensemble de l'évolution de la ension de commande peuvent évidemment aussi être commandés par voie électronique, par exemple au moyen dtun équipement de commande du type ordinateur. L'invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide d'un exemple de réalisation illustré aux dessins annexés. La figure 1 représente à titre indicatif l'évolution dans le temps de la tension de commande élevée au carré, rapportée A des fins de normalisation & sa valeur maximale élevée au carré, pour différentes températures extérieures. La figure 2 est un schéma de montage pour une commande suivant l'invention. A la figure 1 sont représentées en abscisse deux périodes 1 et 2 présentant respectivement une durée de 8 et16 heures, h désigne les heures d'une journée et U désigne la tension de commande. Au cours d'une première période, en l'occurrence de 8 heures, la tension de commande décroît à partir d'une valeur maximale qui est fonction de la température extérieure. Au cours de cette première période, qui se situe par exemple durant la nuit de 22 h t 6 h, tous les poêles à accumulation de chaleur raccordés peuvent, en fonction de leur chaleur emmagasinée, être chargés avec un décalage dans le temps et en fonction de la température extérieure. Au cours dune seconde période 2, qui correspond au restant de la journée et dure donc de 6 h à 22 h, la tension de commande est élevée deux fois par paliers.Au cours de cette deuxième période 2 se produisent, selon les dispositions de l'entreprise de distribution d'électricité, des temps durant lesquels une recharge de prêles à accumulation de chaleur devient possible. A cet égard le niveau de la tension de commande détermine la mise en circuit des seuls poêles à accumulation de chaleur dont la température de la masse accumulatrice est inférieure à celle correspondant à la tension de commande. Lors de la première élévation de la tension de commande cette dernière est maintenue, durant un intervalle de temps partiel 3, constante à une valeur inférieure à celle du début de la période 1. On évite ainsi que des poêles à accumulation de chaleur dont la température de la masse accumulatrice est suffisante ne soient rechargés-. Cette élévation de la tension de commande peut également s'effectuer en plusieurs étapes identiques. Lors de la dernière élévation, par contre, la tension de commande se trouve, en cas de températures extérieures superieures par exemple à - 1000' portée au moins au début de l'interval- le de temps partiel correspondant 4 à la valeur maximale effective pour laquelle la tension de commande est juste suffisante à elle seule pour mettre hors circuit les éléments chauffants de la masse accumulatrice.Lorsque la température extérieure descend au dessous de - 10 C, la tension de commande n'atteint plus la valeur maximale effective tout en-étant cependant plus élevée que sa valeur au début de la période 1. Par conséquent, au cours de l'intervalle de temps partiel 4 des poeles à accumulation de chaleur ne peuvent etre mis en circuit que lorsque la température extérieure est inférieure à- - 1000 et la température de la masse accumulatrice est très basse, c'est-à-dire que le poêle à accumulation de chaleur se trouve fortement déchargé. A,ltintérieur de l'intervalle de temps partiel 4 la tension de commande est à nouveau réduite de sorte que les poêles dont la masse accumulatrice présente chaque fois la température la plus basse sont mis en circuit successivement. Cet abaissement de la tension de commande ne se poursuit que jusqu'à la valeur qui résulte de la température extérieure et du moment correspondant au début de la période 1 suivante. Entre la fin de cet abaissement et le commencement de la période 1 la tension de commande est maintenue constante. L'évolution de la tension de commande, représentée par la ligne en pointillé supérieure de la figure 1, est valable pour une température extérieure de plus de 200C. Etant donné la valeur de la tension de commande, qui dépasse en l'occurrence légèrement la valeur maximale effective, aucune recharge n'est-possible dans la période 2. La ligne continue représente l'évolution de la tension de commande pour une température extérieure de OOC à partir de laquelle toute la période 1 est disponible pour la recharge de poêles à accumulation de chaleur déchargés. Dans l'intervalle de temps partiel 3 la tension de commande est portée environ à la moitié de sa valeur maximale de sorte que des poêles à accumulation de chaleur ne se trouvent mis en circuit que lorsqu'ils sont déchargés plus qu'à moitié. Dans l'intervalle de temps partiel 4, par contre, la tension de commande demeure touiours supérieure à la valeur maximale. La ligne en traits mixtes correspond à une température extérieure environ - 9,20C. Lors de la première élévation la tension de commande n'atteint à présent plus qu'environ 25 ojb de sa valeur maximale de sorte que se trouvent mis en circuit tous les accumulateurs présentant une charge maximale inférieure à 75 *. Lors de la seconde élévation la tension de commande se trouve portée juste encore au-dessus de la valeur maximale effective. Au début de l'intervalle de temps partiel 4 une recharge est donc encore impossible. Ce n'est qu'ultérieurement que la tension de commande descend au-dessous de cette valeur maximale de sorte que seuls les poêles à accumulation de chaleur déchargés chaque fois au plus haut degré peuvent être mis en circuit. Pour une température extérieure d'environ - 15 C la tension de commande n'atteint, comme représenté par la ligne en pointillé inférieure, dans l'intervalle de temps partiel 3 plus que 15 cp de la valeur maximale et dans l'intervalle de temps partiel 4 plus que 75 % de cette valeur. I1 se trouve alors donc mis en circuit tous les poêles à accumulation de chaleur qui au début de l'intervalle de temps partiel 4 ne présentent plus que 25 * ou moins de la charge maximale. Des poêles déchargés à un moindre degré peuvent ultérieurement encore être mis en circuit. Dans le dispositif de commande de la charge de poêles à accumulation de chaleur 5 est prévu un équipement de commande 6 qui, en fonction de la tension d'entrée appliquée à un transistor 7 génère à partir de la tension alternative du réseau des trains d'impulsions de différentes longueurs. Ces trains d'impulsions constituent la tension de commande et sont, dans chaque poêle à accumulation de chaleur 5, amenés à une résistance chauffante indépendante 8. La résistance chauffante indépendante 8 chauffe un thermostat à température de mise hors circuit maximale réglée 9 qui détermine en même temps par l'intermédiaire d'un détecteur 10 la température de la masse accumulatrice correspondante.Lorsque la somme des puissances de commutation produites par la résistance chauffante indépendante 8 et par le détecteur 10 atteint le point de commutation du thermostat 9, les éléments chauffants 11 destinés à chauffer la masse accumulatrice sont déconnectés du réseau d'alimentation par l'intermédiaire d'un équipement protecteur 12. Les éléments 8, 9, 10 et 12 constituent l'équipement de commutation pour la mise en circuit et hors circuit des éléments chauffants 11. A l'équipement de commande 6 est relié un détecteur de conditions atmosphériques 15 qui comporte des résistances 13, 14 variable s en fonction de la température et influe sur la tension d'entrée du transistor 7. Dans l'équipement de commande 6 est également prévue une résistance additionnelle 16, réglable à la main, qui au moyen d'un commutateur 17 peut être connectée en parallèle avec la résistance 14 variable en fonction de la température. Par conséquent, lorsque l'interrupteur 17 est amené dans la position de fermeture, la tension d'entrée du transistor 7 et, par suite, la tension de commande varient. L'importance de la variation peut être choisie par un réglage correspondant de la résistance 16. Une diminution de la valeur de la résistance 16 a pour effet une augmentation de la longueur du train d'impulsions et, par suite, de la tension de commande effective. L'interrupteur 17 est fermé au cours de l'intervalle de temps partiel 3 pour permettre la première élévation de la tension de commande. A cet égard il est possible, en utilisant plusieurs ensembles correspondant à celui comprenant la résistance 16 et l'interrupteur 17, d'effectuer l'élévation de tension en plusieurs étapes. Pour permettre la dernière élévation de la tension de commande dans l'intervalle de temps partiel 4 il est prévu dans un mécanisme de commande horaire 20, auquel est également associé l'interrupteur 17, une résistance réglable 21 qui en pratique est réalisée sous forme de potentiomètre variable dont le contact frotteur 22 peut être animé en continu dtun mouvement circulaire. Le contact frotteur 22 est relié à un moteur-réducteur 23 qui effectue un tour complet en vingt-deux heures pour s'arrêter ensuite automatiquement au moyen d'un mécanisme dauto-coupure 24; il est à nouveau mis en marche par une horloge tarifaire 25 au début de la période 1. Le contact frotteur 22 du potentiomètre agissant ainsi en tant que résistance 21 variable en fonction du temps peut, par l'intermédiaire d'un autre interrupteur 26, être relié à la résistance 13, faisant partie du détecteur de conditions atmosphériques 15 et variable en fonction de la température, et influe alors également sur la tension d'entrée du transistor 7. Dans ce cas le potentiomètre 21 agit comme diviseur de tension de sorte que la tension d'entrée du transistor 7 varie non seulement sous la dépendance de la température extérieure mais aussi directement en fonction du temps.La variation se réalise de telle manière que la tension de commande diminue au fur et à mesure du temps s'écoulant au cours de la durée de marche du moto-réducteur 23. Au moto-réducteur 23 sont accouplées des cames disques qui commandent tant l'interrupteur 17 que l'interrupteur 26. Les cames disques sont réalisées de façon qu'après le démarrage du moto réducteur 23, qui -se produit en lfoccurrence à à 22 h (voir la fi- gure 1), l'interrupteur 17 est amené en position de fermeture au bout de dix heures de marche, c'est-à-dire à 8 h, tandis que ligne terrupteur 26 interrompt en meme temps la connexion avec le contact frotteur 22. Ainsi se produit au cours de la période 2 durant l'intervalle de temps partiel 3 la première élévation de la tension de commande. Puis ltinterrupteur 17 est à nouveau amené en position d'ouverture.En même temps l'interrupteur 26 rétablit cependant la connexion entre le contact frotteur 22 et l'équipement de commande 6 de sorte que la dernière élévation de la tension de commande se réalise dans l'intervalle de temps partiel 4. Ce processus de commutation a lieu au bout de dix-heuf heures et demie, c'est-à-dire à 17 h 30. A ce moment le contact frotteur 22 est arrivé au commencement de la zone de réglage de résistance du potentiomètre 21 de sorte que la tension amenée à l'équipement de commande varie à présent en fonction du temps. Dans le cas représenté à titre d'exemple le signal délivré par le détecteur de conditions atmosphériques 15 suffit cependant pour qu'audit moment, en cas de température extérieure supérieure par exemple à - 100C, la tension de commande reste encore au-dessus de la valeur 1 représentée en ordonnée à la figure 1. Ainsi le thermostat 5 est cependant également maintenu dans la position de mise hors circuit par la seule tension de commande.En cas de températures extérieures au-dessous de - 100C, par contre, la tension de commande descend au-dessous de la valeur 1 représentée en ordonnée de façon à permettre une recharge de poeles à accumulation de chaleur déchargés complètement ou dans une large mesure. Par suite du déplacement subséquent du contact frotteur 22 la tension de commande diminue jusqu'à ce que le moto-réducteur s'arrête au bout de vingt-deux heures de marche à 20 h. Au cours de la période suivante, des temps d'arrêt antérieurs s'étant éventuellement produits par exemple consécutivement à une coupure de courant peuvent être rattrapés. A 22 h le moto-réducteur 2 est remis en marche par l'horloge tarifaire 25 de sorte que le contact frotteur 22 poursuit son déplacement sur la piste de résistance du potentiomètre 21 de fa çon à permettre l'abaissement que la tension de commande doit subir au cours de la période 1. A partie de là le processus décrit se répète. I1 est à cet égard encore particulierement avantageux que le réglage de la tension de commande au cours du second intervalle de temps partiel 9 et dans. la première période 1 puisse se réaliser avec le même potentiomètre 21 et le meme moto-réducteur 23. Afin de permettre de régler la tension de commande sur une valeur limite déterminée au commencement de l'intervalle de temps partiel et de fixer ainsi une température extérieure déterminée au-dessous de laquelle une recharge doit etre possible même dans cet intervalle de temps, une résistance manuellement réglable 27 est montée en série avec le potentiomètre 21. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de commande permettant la charge d'au moins un poêle à accumulation de chaleur et comprenant, d'une part, un équipement de commande pour produire une tension de commande qui chaque fois au cours d'un laps de temps de vingt-quatre heures passe dans une première période (heures de but), sous la dépendance d'une grandeur perturbatrice influencée par la température extérieure, la charge imposée au réseau et analogue, en fonction du temps de valeurs élevées à des valeurs basses et dans une seconde période, sous la dépendance de la grandeur perturbatrice, par paliers de valeurs basses à des valeurs plus élevées et, d'autre parut, un équipement de commutation dans lequel la tension de commande est ajoutée à une grandeur de mesure représenta- tive de la température de la masse accunulatrice, et qui pour une somme déterminée des deux signaux met en circuit ou hors circuit les éléments chauffants situés dans la masse accumulatrice, caractérisé en ce qu'au cours de la seconde période 2 la tension de commande est élevée au moins en deux étapes successives et ce chaque fois par rapport au palier précédent et en ce qu'au-delà d'une température extérieure préétablie la tension de commande présente au début de la dernière élévation dtelle-même une valeur suffisante pour mettre les éléments chauffants 11 hors circuit par l'intermédiaire de l'équipement de commutation 9. 2 - Dispositif de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'après la dernière élévation la tension de commande est ramenée en continu ou par pas successifs à une valeur qui constitue la valeur initiale pour la première période subséquente 1. 3 - Dispositif de commande suivant l'ligne des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la tension de commande reste constante après la première élévation jusqu'à la suivante 4 - Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que pour obtenir la première élévation de la tension de commande une grandeur de commande additionnelle est superposée à la grandeur perturbatrice. 5 - Dispositif de commande suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la grandeur perturbatrice dépend d'une résistance électrique détectrice 15 influencée par les conditions atmosphériques, la charge imposée au réseau ou analogues et au circuit de laquelle peut être connectée une résistance électrique 16 générant la grandeur de commande additionnélle. 6 - Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'après la dernière élévation la tension de commande dépend d'une résistance 21 variable en fonction du temps et qui même au cours de la première période 1 fait varier la tension de commande en fonction du temps. 7 - Dispositif de commande suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la résistance 21 variable en fonction du temps présente un intervalle effectif de réglage dans le temps qui est plus grand que 1tintervalle de réglage nécessaire pour la première période 1 et en ce que l'intervalle de réglage pour la diminution de la dernière élévation de la tension de commande précède, dans le sens de réglage, l'intervalle de réglage pour la première période 1. 8 - Dispositif de commande suivant lune quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est associé à ltéqui- pement de commande 6 un mécanisme de commande horaire 20 auquel lorgne de réglage 22 de la résistance 21 variable en fonction du temps est accouplé mécaniquement et qui entraîne en outre des cames disques auxquelles sont associés des interrupteurs 17, 26 dont l'un 17 relie la résistance additionnelle 16 au circuit de la résistance détectrice 15 pour permettre la première élévation et l'autre 26 relie le contact frotteur réglable 22 de la résistance 21, au cours de la seconde période 2, à l'entrée de ltéqui- pement de commande 6 en vue de la seconde élévation de la tension de commande et en ce que ltinterrupteur 17 met la résistance additionnelle 16 à nouveau hors circuit lorsque l'autre interrupteur 26 relie le contact frotteur 22 à l'entrée de l'équipement de commande. 9 - Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'au terme de la diminution faisant suite à la dernière élévation de la tension de commande le mécanisme de commande horaire 20 est arrêté jusqu'au commencement de la première période 1 suivante. 10 - Di-spositif suivant l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'une résistance réglable manuellement 27 peut être reliée à la résistance 21 variable en fonction du temps. 11 -Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que pour une température extérieure déterminée pouvant être choisie la tension de commande présente, au début de la dernière élévation de la tension de commande, une valeur qui dans le cas d'une masse accumulatrice déchargée n'est pas tout à fait suffisante pour mettre les éléments chauffants Il hors circuit au moyen de ltéquipement de commutation 9. 12 - Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qutà température extérieure constante la tension de commande se trouve lors de la première élévation portée à une valeur inférieure à celle du début de la première période 1. 13 - Dispositif de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'à température extérieure constante la tension de commande se trouve, lors de la dernière élévation, portée à une valeur supérieure à celle du début de la première période 1.