Brevet FR2395671A1 — publié le 19790119

On sait que l'un des avantages importants du chauffage électrique réside dans sa souplesse, c'est-à-dire dans ses possibilités d'adaptation aux conditions de chaque cas particulier à l'instant considéré. On a donc établi des systèmes de réglage propres à commander le fonctionnement des appareils chauffants en fonction notamment de la température du local considéré. Toutefois ce seul pa ramètre est insuffisant dans bien des applications. C'est ainsi tout d'abord que la température de consigne peut etre plus faible la nuit que le jour. D'autre part lorsqu'il existe plusieurs tarifs de fourniture d'énergie électrique et qu'on utilise des appareils à accumulation, le réglage de ceux-ci doit tenir compte de la période du jour dans laquelle on se trouve.Il arrive que des locaux ne soient utilisés que pendant certaines heures de certains jours de la semaine et pour parvenir à une marche économique de leurs installations de chauffage on doit abaisser la consigne pendant les heures d'innocupation. Dans le cas, par exemple, de certaines résidences secondaires les locaux ne sont même utilisés que pendant les fins de semaine et les fêtes et par conséquent l'installation doit se mettre en veilleuse pendant les autres jours de manière à tout juste éviter les risques de gel et autres, puis se remettre en marche suffisamment à l'avance pour que le confort de température soit atteint lors de l'arrivée des occupants. On pourrait d'ailleurs multiplier encore les exemples de paramètres qui doivent être pris en considération par le système de réglage automatique. A ce qui précède il convient encore d'ajouter que bien souvent les divers locaux chauffés par une même installation comportent euxmêmes des paramètres différents, de sorte que les appareils qui les chauffent doivent être réglés de façons également différentes. Avec les systèmes de réglage connus l'on aboutit ainsi à une extrême complication avec multiplication des dispositifs de réglage individuels, poste central d'émission des consignes, etc... L'invention vise à simplifier considérablement le système de réglage tout en lui permettant de tenir compte des paramètres les plus divers. Conformément à l'invention l'on fait comporter à un système de réglage pour installations de chauffage électrique des relais de puissance, par exemple à triac, et un micro-ordinateur avec unité centrale, dispositifs d'interface d'entrée et de sortie, dispositif de mémoire principale et éventuellement de mémoire-tampon, ce microordinateur recevant les divers paramètres ou données d'information et commandant les relais en fonction de ces données et du ou des programmes enregistrés dans son dispositif de mémoire principale, On peut ainsi disposer le micro-ordinateur à un poste central auquel aboutissent les signaux représentatifs des paramètres ou données, les relais pouvant se situer au voisinage des appareils qu'ils doivent commander, par exemple sur le tableau à fusibles correspondant.On comprend d'autre part qu'on puisse enregistrer dans le dispositif de mémoire principale les divers programmes susceptibles d'être mis en oeuvre en fonction des paramètres ou des combinaisons de ceux-ci. li'unité centrale peut donc questionner la mémoire et déduire de ses réponses les commandes à transmettre aux relais. L'information reçue par l'unité centrale peut en général se diviser en deux, savoir les données particulières à chaque appareil ou groupe d'appareils et les données générales. Les données d'information particulières sont constituées par les températures relevées dans les locaux ou autres milieux (eau chaude, par exemple) que les appareils ont pour fonction de chauffer. Ce premier genre de données ou paramètres d'information provient évidemment de transducteurs thermométriques convenablement disposés.Quant aux données générales, elles peuvent comporter la température extérieure, ltorien- tation et la force du vent dans les pays où celui-ci intervient de façon notable pour provoquer des pertes de chaleur, la baisse de consigne durant la nuit et/ou pendant les temps de non-occupation de bureaux ou locaux scolaires, une commande pilote correspondant aux périodes de tarif de la fourniture de puissance, la commande de maintien hors gel pour les non-occupations de longues durées, etc... Elles proviennent de sources appropriées, par exemple d'un thermomètre extérieur, d'un anémomètre, d'une horloge garde-temps, d'un transducteur de signaux de changement de tarif, etc..., certains de ces émetteurs de données pouvant être incorporés au microordinateur, si on le juge utile. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristique qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer : La figure unique de ce dessin montre sous forme de schéma par rectangles l'application de l'invention à une installation de chauffage électrique comportant divers appareils qu'il faut régler indépendamment les uns des autres en fonction de divers paramètres ou données d'information. Les appareils ou groupes d'appareils à commander ont été réfé rencés ai à a8. Ils peuvent être des radiateurs convecteurs ou à accumulation, des chauffe-eau, etc... Chacun d'eux peut être affec té à un local déterminé ou bien chaque local peut en comporter plu sieurs, notamment un radiateur convecteur et un radiateur à accumu lation de façon à assurer l'utilisation la plus économique possible de l'énergie électrique. Ces divers appareils ai à a8 sont commandés par des relais bl à b8, par exemple du type statique à triac, ces relais étant commandés à leur tour par un dispositif d'interface de sortie c simple ou multiple qui constitue l'un des composants d'un micro ordinateur indique par le rectangle en traits interrompus référen ce d et dont les relais peuvent être considérés comme les périphéri ques. Outre le dispositif c, le micro-ordinateur d renferme une uni té centrale e de traitement d'information reliée audit dispositif par un câble f, un dispositif g de mémoire à programme simple ou mul tiple avec câble de liaison h, une mémoire-tampon i avec cable de liaison i et un dispositif d'interface d'entrée qu'on a supposé fait de deux éléments k et- 1 correspondant respectivement aux données générales et aux données particulières, ces deux éléments étant re liés à l'unité centrale e par des câbles m et n. L'élément d'inter face d'entrée k comporte sept entrées ol à o7 et l'élément 1 cinq référencées pi à p5. La mémoire q, ou mémoire principale, est en fonctionnement nor mal du type à lecture seule. On y enregistre préalablement de toute manière appropriée les divers programmes prévus en fonction des dif férentes données ou combinaisons de données que l'unité centrale peut recevoir. La mémoire-tampon i est au contraire à lecture et écri ture de façon à pouvoir conserver momentanément les données d'informa tion ou de programme dont l'unité centrale a besoin, mais qu'elle ne peut traiter à l'instant considéré. Les dispositifs d'interface d'entrée k et 1 travaillent en convertisseurs analogique-numérique pour traduire en binaire les signaux reçus des divers émetteurs. Pour mieux fixer les idées, on peut supposer que les entrées ol à o7 (données particulières) correspondent à des températures re levées dans sept locaux (comme indiqué plus haut l'une de ces tempé ratures pourrait être celle d'un générateur d'eau chaude). L'entrée pi peut représenter la température extérieure mesurée par un trans ducteur thermométrique approprié ; l'entrée p2 peut correspondre au signal d'une horloge garde-temps indiquant les jours de non-occupa tion normale pour un local scolaire ou un bureau ; l'entrée p3 peut être également reliée à l'horloge pour déterminer l'abaissement des valeurs de consigne pendant la nuit dans certains au moins des locaux ; l'entrée p4 peut de son côté recevoir les signaux de changement de tarif, la traduction de ceux-ci étant assurée soit par un circuit approprié de l'interface 1, soit par un transducteur prévu en amont ; enfin la cinquième entrée p5 reste utilisable pour tout signal extérieur supplémentaire désiré. On conçoit qu'ainsi, quelles que soient les conditions, et sous la seule réserve que celles-ci aient été prévues dans la mémoire g, l'unité centrale e peut toujours interroger cette dernière pour savoir ce qu'elle doit faire. Elle engendre ainsi, en utilisant au besoin la mémoire-tampon i, des signaux qu'elle envoie au dispositif c dtinterface de sortie, lequel en déduit les ordres à envoyer aux relais de commande bl à b8 qui commandent en conformité les appareils ai à a8.On est donc assuré de réaliser toujours le fonctionnement optimal quelle que soit la nature individuelle de ces appareils (radiateurs à convection, radiateurs à accumulation combinés ou non avec les précédents et comportant ou non un ventilateur d'évacuation d'air chaud, chauffe-eau, etc...), quel que soit le type de tarification de l'énergie électrique et quel que soit le mode d'utilisation des locaux chauffés. Les relais étant séparés du micro-ordinateur, il est possible de les disposer aux points les plus avantageux, par exemple sur les tableaux à fusibles associés aux appareils respectifs. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. C'est ainsi que les interfaces d'entrée et de sortie peuvent être combinés en un dispositif unique, si on le désire. Bien que le système soit prévu de façon à fonctionner de manière autonome, rien n'empêcherait de le placer sous la dépendance d'un autre système jouant le rôle de chef d'orchestre et qui enverrait alors certains signaux de commande au micro-ordinateur pour lui imposer des consignes particulières. D'autre part, bien qu'ainsi qu'on l'a signalé plus haut un avantage du système suivant l'invention est qu'il permet de disposer les relais de puissance au voisinage des appareils qu'ils commandent, rien n'empêcherait de les combiner avec le microordinateur en un ensemble unique. Enfin l'énumération qu'on a donnée ci-dessus des signaux reçus par l'unité centrale n'est nullement limitative. On pourrait notamment imaginer de lui transmettre une information concernant l'état des appareils à accumulation pour qu'elle puisse en tenir compte dans la détermination des commandes à envoyer aux relais. REVENDICATIONS 1. Système de réglage automatique des installations de chauffage électrique, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison - des relais de puissance pour la commande des divers appareils chauffants de l'installation - et un micro-ordinateur comprenant lui-même :: - une unité centrale de traitement d'information - un dispositif d'interface d'entrée propre à recevoir des signaux correspondant aux divers paramètres ou données d'information en fonction desquels le réglage doit s'opérer et les traduisant sous la forme voulue pour les transmettre à l'unité centrale ; - un dispositif de mémoire principale propre à retenir les divers programmes suivant lesquels l'unité centrale doit opérer en fonction des données reçues - et un dispositif d'interface de sortie recevant les signaux de l'unité centrale et commandant les relais de puissance en fonction de ces signaux. 2. Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le micro-ordinateur comprend en outre un dispositif de mémoiretampon pour retenir momentanément les données d'information ou de programme que l'unité centrale ne peut traiter à l'instant considéré. 3. Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de mémoire principale est à lecture seule. 4. Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les relais de puissance sont du type statique à triac. 5. Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'interface d'entrée est divisé en deux parties recevant respectivement des données particulières correspondant aux divers appareils à commander (par exemple la température de l'air ou de l'eau qu'ils ont à chauffer) et des données générales telles que la température extérieure, le tarif de fourniture d'énergie électrique en cours à l'instant considéré, l'occupation ou la nonoccupation des locaux à chauffer, la durée prévue de cette nonoccupation, etc... 6. Système suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que les dispositifs d'interface d'entrée et de sortie sont combinés en un dispositif unique simple ou multiple.