Brevet FR2418599A1 — publié le 19790921

La présente invention concerne une installation de chauffage électrique bi-jonction du type comportant une ligne d'alimentation en courant collectif et une ligne d'alimentation en courant individuel. De telles installations de chauffage ont trouvé une utilisation très rEpandue du fait qu'elles permettent une réunion des principaux avantages des systèmes de chauffage individuel et collectif et une neutralisation de leurs principaux inconvénients. Il est en effet possible de superposer, dans un meme immeuble, un chauffage collectif capable de fournir sans gaspillate 50 à 80 % de l'énergie annuelle de chauffage et un chauffage individuel capable de fournir le complément indispensable au confort individualisé. L'Electricité de France a proposé plusieurs systèmes de chauffage électrique bi-jonction dont deux ont trouvé une application assez courante. En effet, pour les immeubles à forte densité d'occupation, le système de chauffage bi-jonction le plus souvent utilisé est le système direct bi-jonction D.B.3, danslequel un thermostat classique commande directement 7.'alimen- tation issue de compteurs individuels et indirectement l'alimentation issue du circuit collectif. Avec ce système, la coupure du circuit individuel condamne totalement le chauffage. En eonséquenee, en cas d'inoceupation de l'appartement, sa température "de base" n'est assurée que par les migrations thermiques à travers les parois, en provenance des appartements mitoyens. En ce qui concerne les immeubles à faible densité d'occupation, tels que les résidences secondaires par exemple, le système de chauffage bi-jonction le plus souvent utilisé est le système direct bi-jonction D.B.4 dans lequel un thermostat préréglé à un niveau choisi alimente la seule résistance de base par le circuit collectif jusqu'à une température définie contractuellement et qui peut être 120 C par exemple, ceci dans le cas ou l'appartement est inoccupé, e'est-à-dire dont l'alimentation individuelle a été coupée. Lessystèmesde chauffage bi-jonction connus à l'heure actuelle utilisent soit deux groupes de convecteurs à une seule résistance raccordes pour chaque appartement, l'un au circuit électrique collectif, l'autre en aval du compteur individuel d'électricité, soit une seule famille de convecteurs équipés de deux résistances raccordées l'une au circuit collectif, l'autre au circuit individuel. La présente invention a pour but principal de simplifier la réalisation des installations connues à l'heure actuelle en utilisant des convecteurs standards à une seule résistance. Pour ce faire, la présente invention a pour objet une installation de chauffage du type susmentionné qui se caractérise essentiellement en ce qu'elle comprend des convecteurs à une seule résistance séparés en deux groupes à puissance sensiblement égale et des moyens de commutation pour relier lesdits deux groupes de convecteurs alternativement à la ligne d'alimentation collective et à la ligne d'alimentation individuelle de façon à ce que lorsque l'un desdits groupes de convecteurs est alimenté par la ligne d'alimentation individuelle, l'autre soit alimenté par la ligne d'alimentation collective et inversement. On conçoit aisément que grâce à cette disposition on peut utiliser des convecteurs à une seule résistance alimentés al-ternativement par les lignes d'alimentation collective et individuelle, ce qui donne une différencie de potentiel maxi au niveau du convecteur de 220 volts au lieu de 380 volts dans le cas d'un système bi-jonction classique. De plus, un tel système ne nécessite qu'une seule prise de terre par convecteur. En outre, lesdits moyens de commutation sont constitués par deux inverseurs à cycle d'inversion commandé par l'intermédiaire de moyens de commande préréglés alimentés par lesdites lignes d'alimentation par l'intermé- diaire des interrupteurs éleetroniques. Les inverseurs sont de préférence des inverseurs au mercure, lesdits moyens de commande étant constitués par deux cames solidaires d'un même axe, à savoir une première came commandant lesdits interrupteurs électroniques mettant alternativement en circuit les lignes d'alimentation eolleetive et individuelle, et une seconde came commandant lesdits inverseurs au mercure, les cames étant préréglées de telle sorte que l'inversion de l'alimentation desdits groupes de convecteurs s'effectue à vide, lesdits interrupteurs électroniques interdisant tout courant pendant l'inversion. Cette disposition permet de ne pas engendrer de parasites radiophoniques et d'obtenir une grande fiabilité du système. Avantageusement, lesdits interrupteurs électroniques sont constitués par deux triacs reliés respectivement l'un sur la ligne d'alimentation collective, l'autre sur la ligne d'alimentation individuelle, lesdits triacs étant commandés par des circuits déclencheurs correspondants, eux-mêmes commandés par ladite première came. De plus, les canes sont entraînées en rotation par un moteur alimenté par l'une des deux lignes d'alimentation par l'intermédiaire d'un micro-relais. Pour le système de chauffage bi-jonetion D.B.4, l'installation conforme à l'invention comprend un dispositif antivol de l'énergie collective constitué par un circuit codeur èranché ur le circuit d'alimentation collective au niveau du répartitear et un cirealt décodeur branché sur chaque convecteur. Dans une fcrme de réalisation préférée de l'invention, ledit circuit codeur est constitué par un pont de diodes redressant dans un même sens les alternances du circuit collectif, tandis Gue le circuit décodeur est constitué par un relais thermique alimenté er. e énergie à travers une diode dont la polari- station est inverse de celle fournie par Le circuit codeur. Ainsi, et comme on le verra plus clairement par la suite, l'occupant de l'appartement nè peut pas, par une manoeuvre frauduleuse, dépasser la température dite "de base" sans participer à cette élévation par la fourniture d'un pourcentage contractuei d'énergie prélevée sur sa ligne individuelle. Un mode de réalisation de la présente invention est décrit ci-après à titre d'exemple en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est un schéma d'une installation de chauffage bi-jonction, conforme à l'invention, correspondant au système D.B.4, - la figure 2 est ùne vue schématique d'un détail de réalisation de l'installation de la figure 1, et - la figure 3 est un schéma de l'installation conforme à l'invention, représentant notamment le dispositif antivol. Ainsi qu'on peut le voir sur les figures, cette installation comprend tout d'abord une ligne d'alimentation en courant collectif L et une ligne c dtalimentation en courant individuel L.. Conformément à la présente invention, l'installation comprend des convecteurs à une seule résistance R séparés en deux groupes R1 et R2 reliés à la ligne L. et à la ligne Le respectivement par l'intermédiaire de moyens de commutation. Ces derniers, dans l'exemple représenté, sont constitués par des inverseurs au mercure M1 et M2 commandés par l'intermédiaire de deux cames A et B (figures 1 et 2) solidaires d'un même axe T et tournant en synchronisme. La came A commande deux micro-contacts b1 et b2, le premier étant relié à l'inverseur M1 par l'intermédiaire d'un triac T1 dont la conduction est commandée par un commutateur synchrone C1, tandis que le second micro-contact b2 est relié à l'inverseur M2 par l'intermédiaire d'un triac T2 dont la gachette est reliee à un second commutateur synchrone C2. Au repos, c'est-à-dire lorsque la came A est dans la position représentée sur la figure 1, les contacts b1 et b2 sont dans la position a la jonction électrique n'est pas effectuée, et les triacs T1 et T2 cessent de conduire afin de permettre le basculement hors charge des ampoules de mercure commandées par la came B qui tourne en synchronisme avec la came A. Par contre, lorsque les contacts b1 et b2 sont dans la position de marche m, la jonction électrique est effectuée et les gâchettes des deux triacs T1 et T2 sont polarisées par les comutateurs synchrones C1 et C2 respectivement. Le circuit est complété par un relais à deux contacts il et i2, dont la bobine d'excitation B est connectée sur la ligne d'alimentation collective. Le contact i1 du relais est relié à un moteur Q qui entraîne en rotation les caves A et B, Au repos, c'est-à-dire lorsque la bobine du relais n'est parcourue par aucun courant, lors des coupures du circuit collectif, le contact i1 tombe position de repos r et assure l'alimentation du moteur sur le circuit indi viduel. Par contre, lorsque la bobine est excitée, le contact i1 bascule en position de travail t et le moteur Q est alors alimenté par le circuit collectif. Quant au contact i2, il assure, lorsqu'il est en position t, le fonctionnement du triac T2. Ainsi que mentionné plus haut, pour le système bi-jonction D.B.4, il est prévu en outre un dispositif antivol de l'énergie collective, constitué par un codeur D sous forme d'un pont de diodes D1, D2, D3 du (figure 2) au niveau du répartiteur sur le circuit d'alimentation collective redressant dans un même sens les alternances de ce.dernier, et un décodeur branché sur chaque convecteur. Chaque décodeur est constitué par un relais thermique F dont le eontact est en série avec le thermostat de commande. Le relais thermique F est alimenté en énergie à travers une diode D dont la polarisation est inverse de 5 celle fournie par le codeur D. Chaque convecteur est muni d'un thermostat préréglé Th1 dit "de base" qui, en période de chauffage, alimente la seule résistance de base par le circuit collectif jusqu'a une température définie contractuellement, ainsi que d'un thermostat individuel Th2, dont le rôle apparaîtra plus clairement par la suite. L'installation de chauffage conforme à l'invention qui vient d'être décrite fonctionne de la manière suivante. Comme le montre la figure 1 dans la position indiquée pour les inverseurs M1 et M2, les convecteurs R1 sont alimentés par le circuit individuel, alors que le circuit collectif alimente les convecteurs R2, mais la jonction électrique n'est pas effectuée, les deux triacs T1 et T2 étant maintenus ouverts puisque les micro-contacts b1 et b2 commandés par la came A sont en position arrêt a. Les cames A et B tournent en synchronisme en faisant un tour ou 3600 par minute. Ainsi, les triacs cessent de conduire juste avant l'inversion et sont à nouveau commandés juste après celle-ci (les micro-contacts b1 et b2 basculent en position marche m). La came A commande donc la conduction des triacs pendant 28 secondes environ, puis interrompt celle-ci afin de permettre le basculement hors charge des ampoules de mercure qui prendront alors la position représentée sur la figure 2 qui alimenteront alors les groupes de convecteurs dans l'ordre exacte- ment inverse de celui décrit plus haut et représenté sur la figure 1. Le basculement terminé, l'ordre de conduction en phase zéro est à nouveau dbnné aux triacs. Dans le cas d'un système de chauffage du type D.B.4, lorsque l'appartement est inoccupé et l'alimenation individuelle coupée, la bobine B du relais est excitée et ses contacts i1, i2 sont en position de travail t. Le moteur est alimenté par le circuit collectif, les cames A et B tournent, les commutateurs synchrones C1 et C2 commandent les inverseurs. Le pont de diodes D1, D2, D3, D4 oriente toutes les alternances dans le meme sens. La diode D5 empêche l'échauf- fement du relais thermique F, donc sa fermeture et partant, le fonctionnement du thermostat d'ambiance réglable Th2. Par contre, le thermostat préréglé Thl alimenteeseul la résistance du convecteur, jusqu'a sa température de consigne. Dans le cas où l'appartement est occupé et l'alimentation individuelle présente, rien n'est changé au fonctionnement précédent, sauf au niveau des convecteurs. En effet, l'alimentation individuelle s'effectuant en courant sinusoi- dal, une demi-alternance va passer à travers la diode D5, échauffer le relais thermique F et mettre en circuit le thermostat réglable Th2. Lors des périodes d'alimentation sur le circuit collectif (demi-alternances orientées), le relais thermique Th2 ne sera pas alimenté, mais sa "mémoire thermique" supérieure en durée aux périodes d'inversion permettra quand même le fonctionnement du thermostat Th2 rendant effective la participation contractuelle collective du chauffage de l'appartement. Si, par contre, l'alimentation individuelle venant à être intentionnellement coupée, le relais F se refroidissant isolerait le thermostat Th2. Lors des coupures du circuit collectif aux "heures de pointe" ou hors saison de chauffage, la bobine B du relais n'est plus excitée, les contacts i i2 du relais tombent en position repos r et assurent l'alimentation du moteur sur le circuit individuel. Seule l'énergie individuelle assurera alors à 50 %, à cause de son caractère cyclique, l'alimentation des convecteurs. En ce qui concerne le système de chauffage D.B.3, il suffit de raccorder la bobine B du micro-relais sur le circuit individuel et de permettre, par la position travail t de ses contacts, le fonctionnement des triacs. Ainsi, lorsque l'appartement est inoccupé et l'alimentation individuelle coupée, les contacts ils i2 du relais sont au repos, les commutateurs C1 et C2 ne sont pas en circuit, le moteur entraînant les cames n'est pas ali mentie. Par contre, lorsque l'appartement est occupé et l'alimentation individuelle présente, la bobine B du relais est excitée, ses contacts il et i2 sont en position travail, les commutateurs C1 et C2 sont en service. Le moteur alimenté entraîne les cames A et B commandant les inverseurs et les contacts des déclencheurs. Aux heures de pointe, l'alimentation collective étant coupée, les convecteurs continuent à être raccordés cycliquement sur la seule alimentation individuelle et la puissance appelée est réduite de 50 jO. Le circuit antivol utilisé pour le système D.B.4 n'est plus nécessaire pour le système D.B.3, puisque la coupure du circuit individuel provoque automatiquement la coupure du chauffage. Il est à noter que l'installation de chauffage qui vient d'être décrite permettrait, après l'acceptation par 1'Eiectricité de France, une alimentation générale de l'immeuble, à travers un comptage global aboutissant aux compteurs d'-appartements. L'alimentation en chauffage collective serait raccordée en amont du compteur à travers une protection appropriée. Un fil "pilote" comman- derait les fonctions de délestage ou d'arrêt de chauffage par le micro-relais. Pour la facturation des énergies collectives, un simple décompte entre les compteurs individuels et général permettra de dégager la part à répartir sur les charges collectives de chauffage. REVENDICATIONS 1. Installation de chauffage électrique bi-jonction du type comportant une ligne d'alimentation en courant collectif et une ligne d'alimentation en courant individuel, caractérisée en ce qu'elle comprend des convecteurs à une seule résistance séparés en deux groupes à puissance sensiblement égale et des moyens de commutation pour relier lesdits deux groupes de convecteurs alternativement à la ligne d'alimentation collective et à la ligne d'alimentation individuelle de façon à ce que lorsque l'un desdits groupes de convecteurs est alimenté par la ligne d'alimentation individuelle, l'autre soit alimenté par la ligne d'alimentation collective et inversement. 2. Installation de chauffage selon la revendication 1, caractérisée en e ce que lesdits moyens de commutation sont constitués par deux inverseurs à cycle d'inversion commandé par l'intermédiaire de moyens de commande préréglés alimentés par lesdites lignes d'alimentation par l'intermédiaire des interrupteurs électroniques. 3. Installation de chauffage selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits inverseurs sont des inverseurs au mereure, lesdits moyens de commande étant constitués par deux cames solidaires d'un même axe, à savoir une première came commandant lesdits interrupteurs électroniques mettant alternativement en circuit les lignes d'alimentation collective et individuelle, et une seconde came commandant lesdits inverseurs au mercure, les cames étant préréglées de telle sorte que l'inversion de l'alimentation desdits groupes de convecteurssteffectue à vide, lesdits interrupteurs électroniques interdisant tout courant pendant l'inversion. 4. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdits interrupteurs électroniques sont constitués par deux triacs reliés respectivement l'un sur la ligne d'alimentation collective, l'autre sur la ligne d'alimentation individuelle, lesdits triacs étant comman- dés par des circuits déclencheurs correspondants,eux-memes commandés par ladite première came. 5. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les cames sont entraînées en rotation par un moteur alimenté par l'une des deux lignes d'alimentation par l'intermédiaire d'un micro-relais. 6. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif antivol de l'énergie collective constitué par un circuit codeur branché sur le circuit d'alimentation collective au niveau du répartiteur et un circuit décodeur branché sur chaque convecteur. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit circuit codeur est constitué par un pont de diodes redressant dans un meme sens les alternances du circuit collectif, tandis que le circuit décodeur est constitué par un relais thermique alimenté en énergie à travers une diode dont la polarisation est inverse de celle fournie par le circuit codeur.