Brevet FR2394072A1 — publié le 19790105

La présente invention concerne un procédé de mesure du débit calorifique d'un fluide caloporteur circulant dans une conduite, plus particulièrement destiné à titre d'exemple à la mesure de la consommation d'énergie dans une installation de chauffage ou de distribution d'eau chaude De telles mesures se justifient encore plus a une époque où 12on doit ancourager les économies d'énergie Ce qui/important, dans le cas par exemple dSune distribution dpeau chaude, c; est de mesurer lténergie thermique réellement distribuée, cSest=à-dire en fait une valeur proportionnelle à la fois au volume d'eau consommé et à la température de cette eauo Dans le cas dune installation de chauffage il faut mesurer la quantité de chaleur prélevée dans le local à chauffer, csest-àwdire la différence entre les débits thermiques dtentrée et de sortieS ces débits thermiques varient surtout par la température car les débits volumétriques d'entrée et de sortie varient peu, ces variations étant simplement dues aux variations de dilatation On connait des dispositifs de mesure de débit calorifique fonctionnant par évaporation en circuit fermé. La présente invention apporte une autre solution, permettant la réalisation dtappareillages robustes, stars et bon marché, pour une utilisation généralisée dans des appartements, en vue de complèter les systèmes collectifs de chauffage et de distribution d'veau chaude par des comptages individuels incitant aux économies. L'invention s'applique à un procédé de mesure du débit calorifique d'un fluide caloporteur circulant dans une conduite, en utilisant une mesure du débit volumétrique du fluide par comptage du nombre de tours de rotation d'un moulinet à hélice immergé dans la conduite. Selon l'invention, on détecte la température du fluide et on modifie en permanence le pas de hélice en fonction de cette température, de fanon inversement proportionnelle à 11 écart entre la température relevée et une température de référence, le compte-tours du moulinet étant alors gradué en débit calorifique. Selon une forme préférentielle de l'invention on utilise la déformation d'une bilame immergée dans la conduite pour commander les variations de pas de l'hélice. Dans le cas particulier dtune mesure de débit calorifique consommé dans une installation traversée par un fluide caloporteur circulant dans une conduite, on procède à une mesure de débit calorifique à la fois à ltentrée de la conduite dans l'mstallation et à sa sortie et on utilise les compte-tours des deux moulinets en montage différentiel. L'invention sera mieux comprise en se référant à la figure annexée qui représente schématiquement un mode de réalisation de l'invention utilisant une bilame et une came intermédiaire pour modifier le pas de l'hélice0 La mesure du débit calorifique dépend à la fois du débit volumétrique du fluide caloporteur et de sa température. Pour mesurer le débit volumétrique on utilisera leprocédé connu selon lequel on dispose dans la conduite un moulinet à hélice dont on compte le nombre de tours de rotation. Le nombre de tours est proportionnel au débit volumétrique, et le compte-tours peut alors btre gradué en unités de volume. Pour prendre en compte la température du fluide on modifie ici le pas de l'hélice du moulinet selon une loi de variation telle que le pas est inversement proportionnel à la variation de température. En effet pour un débit volumétrique donne le nombre de tours enregistrés est inversement proportionnel au pas de hélice ; d'autre part pour un débit volumétrique donné la quantité de calories transportées est proportionnelle à la teFpérature du fluide, ou plus précisément à l'écart entre la température du fluide et une température de référence. On retrouve schématiquement, à titre exemple, sur la figure 1 les moyens usuels de mesure de débit volumétrique, constitués par un moulinet monte dans Staxe d'un élément de tuyauterie 1 amagnétique monté en série sur la conduite 2 du fluide caloporteur. Le moulinet comporte un moyeu 4 libre en rotation sur des paliers et portant les pales d'hélice 5. L'hélice 5 est à pas variable avec des pales articulées en 6 sur le moyeu. Les pales 5 sont soumis à la double action d'une part d'un ressort 8 tendant à mettre les pales parallèles au moyeu c'est-à-dire à augmenter le pas, et d'autre part à ltaction antagoniste d'une came 9 rappelée par le ressort 10.La came 9 sert elle-même de butée à l'une des extrémités d'une bilame 12 enroulée en spirale autour du moyeu 4 auquel elle est fixée par son autre extrémité 13. Le compte-tours du moulinet est ici représenté schématiquement par une roue dentée 15 disposée à ltextérieur et au voisinage du manchon amagnétique 1, dans le plan transversal moyen des pales d'hélice 5. La transmission du mouvement circulaire de hélice à la roue 15 est réalisée par une commande pas à pas à réluctance, grâce à un petit aimant porté à ltextrémité de chaque pale d'hélice. le mouvement de la roue 15 est ensuite transmis de façon usuelle aux différentes roues à décade 16 affichant le comptage. A partir d'une position dtétalonnage définissant une position des pales d'hélice, donc le pas, on voit que si pour un m8me débit volumétrique du fluide sa température augmente, la déformation de la bilame va faire reculer son extrémité libre, ce qui va faire tourner la came 9 sous l'action du ressort 10 et, contre Inaction du ressort 8, diminuer le pas ; l'hélice tourne alors plus vite. En fonction des caractéristiques de la bilame 12 on peut calculer le profil de la came 9 pour que, à partir de la position d'étalonnage , les variations de pas dans un sens comme dans l'autre soient inversement proportionnelles aux variations de température. Dans ces conditions, à débit volumétrique égal une augmen tation de température se traduira par une augmentation du nombre de tours du moulinet, traduisant l'augmentation de débit calorifique, et le compte-tours pourra astre directement gradué en énergie, et par exemple en calories ou en Joules. Cette disposition permet une mesure absolue, applicable par exemple à une distribution d'veau chaude, où la totalité du débit volumétrique et du débit calorifique est consommée dans l'appareil alimenté par la conduite 2 Dans le cas d'une installation de chauffage, par exemple chauffage central à eau chaude, la circulation d'eau est en circuit fermé entre la chaudière et l'appartement, et seule une partie du débit calorifique est prélevée lors de la circulation dans l'appartement. La mesure du débit calorifique consommé pourra se faire par deux mesures absolues mesurant le flux calorifique d'entrée et le flux de sortie, leénergie consommée se déduisant par différence des deux mesures. Mais on pourra aussi regrouper les deux compte-tours dans un même boitier de mesure en faisant passer les conduites deentrée et de sortie de part et d'autre de ce boitier. La soustraction des flux pourra alors etre obtenue par simple soustraction mécanique des mouvements des deux roues dentées, par exemple par un montage en différentiel ; la sortie du différentiel commandera alors les roues d'affichage du compteur unique, ici encore gradué directement en énergie, et affichant directement la différence entre les flux calorifiques rentrée et de sortie, ctest-à-dire la quantité de chaleur consommée dans ltinstallationO Bien entendu, l'invention ntest pas strictement limitée au mode de réalisation qui a été décrit à titre d'exemple, mais elle couvre également les réalisations qui nten diffèreraient que par des détails, par des variantes dPexé- coton ou par l'utilisation de moyens équivalents REVENDICAZIONS lo Procédé de mesure du débit calorifique d'un fluide caloporteur circulant dans une conduite, en utilisant une mesure du débit volumétrique du fluide par comptage du nombre de tours de rotation d'un moulinet à hélice immergée dans la conduite, caractérisé par le fait que l'on détecte la température du fluide et que l'on modifie en permanence le pas de l'hélice en fonction de cette température, de façon inversement proportionnelle à 11 écart entre la température relevée et une température de référence, le compte-tours du moulinet étant alors gradué en debit calorifique. 2.- Procédé de mesure de débit calorifique selon revendication 1, caractérisé par le fait que l'on utilise la déformation d'une bilame immergée dans la conduite pour commander les variations de pas de l'hélice. 3.- Procédé de mesure de débit calorifique consommé dans une installation traversée par un fluide caloporteur circulant dans une conduite, caractérisé par le fait qu'on procède à une mesure de débit calorifique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, à la fois à 1'entrée de la conduite dans l'installation et à sa sortie, et que l'on utilise les compte-tours des deux moulinets en montage différentiel.