Brevet FR2424526A1 — publié le 19791123

L'invention concerne un procédé de mesure de l'échange de chaleur entre des appartements voisins. L'échange de chaleur entre appartements voisins est de l'ordre de 10% de la consommation thermique normale quand la différence de température entre les appartements est de5 C. La consommation thermique peut même augmenter de 407. ou plus dans le cas d'appartements voisins non chauffés. L'équation suivante permet de décrire l'échange de chaleur entre appartements voisins Q = k.FW.AT Q : flux thermique, k : coefficient de transmission thermique utile, FW : surface du mur, #T : différence de température entre les pieces voisines. La différence thermique k du mur se compose des résis 1 1 tances thermiques. superficielles entre le mur et l'air a X a (a : coeffi- cient de transmission thermique de surface) et de la résistance thermique D par unité de surface X du mur (D : épaisseur du mur, X : conductivité ther- mique) 1 = 1 + D + 1 k &alpha; 1 Le coefficient de transmission thermique utile est k s 1,3 dans le cas des murs les plus fréquents, en parpaings de béton léger et silico-calcaires, d'épaisseur D = 0,24 m. Pour une différence de température de 40C entre des appartements voisins et une surface de mur 2 F = 10 m , on obtient ainsi un flux thermique absorbé ou cédé par le mur d'environ 50 kcal/h. Le chauffage doit compenser la chaleur cédée vers l'extérieur et,le cas échéant, par les murs intérieurs. La chaleur est essentiellement cédée a ltextérieur par le mur de façade. On peut admettre un coefficient de transmission thermique utile k = 2,7 kcal/m2.h. C pour les fenêtres à double vitrage, compte tenu de leurs fuites. A une température extérieure TA = O C et une température ambiante TL = 220C, on obtient ainsi, pour l'ensemble de la façade vitrée, une transmission thermique Q = 360 kcal/h, que le flux thermique à travers le mur intérieur doit compenser. Lorsque l'appartement voisin n'est pas chauffé dans le cas le plus défavorable, on peut y estimer la température ambiante à lOeC (#T 360 dans ce cas le plus défavorable. Lorsque le voisin se contente d'une température ambiante de l80C au lieu de 22 C, les coûts de chauffage ne sont 50 multipliés que par le facteur 50 + 360 = alors multipliés que par le facteur 50 + 360 = 1,14. Selon l'invention, le procédé de mesure de l'échange de chaleur entre des appartements voisins est caractérisé en ce que-chaque mur de séparation d'appartements voisins est équipé d'une sonde de température à transmission, qui détermine le gradient de température dans ce mur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente la disposition de deux sondes électriques de température à transmission dans le mur de séparation de deux appartements voisins; - la figure 2 représente la réalisation constructive d'une sonde de température å transmission; - la figure 3 représente le schéma électrique de la sonde de température à transmission; - la figure 4 représente l'insertion des sondes de température à transmission dans le dispositif de mesure électronique selon la figure 2; et - la figure 5 représente le diagramme des signaux de l'amplificateur d'intégration, utilisé dans l'électronique de mesure de l'installation; La figure 1 représente partiellement un mur 73 séparant deux appartements 71, 72 et pouvant être raccordé a un mur extérieur 74. Le mur de séparation 73, ayant par exemple une épaisseur D de 24 cm, porte une couche d'enduit 75 de chaque coté. Une sonde de température à transmission 76, 77, de longueur d Le flux thermique cédé au voisin par le mur de séparation 73 est déterminé a l'aide de ces sondes de température à transmission 76, 77, le gradient de température dans le mur 73 servant de mesure du flux thermique traversant ce mur. Chaque sonde de température à transmission 76, 77 mesure la différence de température entre deux points du mur distants de d. La sonde 76 mesure la différence de température entre les points 100, 101 et la sonde 77 entre les points 102, 103. Le flux thermique cédé à l'appartement voisin est Q = \/d.F .ATd d est une mesure précise du flux thermique traversant le mur 73, pour un écartement donné des points de mesure d Les sondes de température à transmission 76, 77 peuvent être disposées à une distance minimale donnée du mur extérieur 74, cette distance minimale devant être sensiblement égale à l'épaisseur du mur 73. Les sondes de température à transmission appartenant à des appartements voisins doivent être également pondérées. Alors qu'une sonde entrain une diminution des courts, l'autre sonde entratne une majoration égale des colts de l'appartement voisin. Comme le montrent les figures 2 et 3, chaque sonde de température à transmission 76, 77 est constituée, par exemple, par deux thermocouples 120, 121, couplés en opposition et en série, ce couplage en série étant bouclé par deux résistances de pondération Rî, R2. Les résistances R1, R2 permettent d'adapter la sensibilité des thermocouples 120, 121 a la surface et à la conductivité thermique du mur 73. il apparat entre les points A et B (figure 3) une tension proportionnelle à la différence de température entre les deux points de mesure 100, 101 ou 102, 103 dans le mur 73 (figure 1). La tension de mesure est : d 1 UTr = kTr.ko.a#Td = kTr.ko.a.#.FW. W UT : tension de mesure délivrée par la sonde de température à transmission logée dans le mur, facteur de pondération, d : distance du point de mesure a la sonde de température b transmission, conductivité thermique du mur, F : surface du mur, : : flux thermique traversant- le La ligne 8 représentée en tirets sur la figure 3 est une ligne circulaire, à laquelle sont reliées, le cas échéant, d'autres sondes de température à transmission logées dans d'autres murs de séparation d'un appartement. Les sondes de température à transmission 76, 77 sont utilement reliées aussi à la ligne circulaire 8 d'un système de répartition des coûts de chauffage. La figure 4 représente un tel système de répartition des colts de chauffage, dans l'hypothèse d'un appartement comportant deux pièces d'habitation, dont les radiateurs portent chacun un groupe de sondes de température 20, 21 et dont le mur de séparation du logement voisin contient deux sondes de température a transmission 76, 77. Chaque groupe de sondes 20, 21 est constitué par des thermocouples5, 6 ou 5', 6' couplés en série, des résistances Roll, R21 ou R12, R22 étant en parallèle avec chacun de ces couplages en série 5, 6 ou 5', 6'. Les sondes de température a transmission 76, 77 sont couplées en série avec les groupes de sondes de température 20, 21. Les résistances Roll, R21 et R12, R22 permettent d'adapter la sensibilité de chaque groupe de sondes à la surface du radiateur considéré. Un dimensionnement approprié de ces résistances de pondération permet de tenir compte de l'influence de murs extérieurs et d'autres données, Les résistances R13, R14 et R23, R24 correspondent aux résistances R1, R2 selon la figure 3. Il apparat entre les extrémités 27, 28 de la ligne circulaire 8 une tension continue u qui est une mesure du flux thermique g délivré par les radiateurs et absorbé par les murs de séparation. La tension continue différentielle est ensuite traitée par l'électronique de mesure 9, constituée par un commutateur électronique 30, un amplificateur intégrateur 31 en aval, un étage déclencheur 32 commandé par l'amplificateur et un diviseur de fréquence 33 en aval, dont les impulsions de sortie sont transmises au compteur 11 affecté à l'appartement et situe dans le poste central 10 qui contient aussi l'alimentation 40 nécessaire des électroniques de mesure 9. La tension continue différentielle u de toutes les g sondes de mesure et de référence est appliquée au commutateur 30 qui inverse sa polarité afin d'éviter l'influence de tensions de dérive de l'amplificateur intégrateur 31. En présence d'une telle tension continue, la tension u. de sortie de l'amplificateur intégrateur 31 croit en fonction de la constante de temps RC du condensateur 51 et de la résistance 52 et, pour une valeur déterminée, active l'étage déclencheur 32, dont la sortie ut présente une discontinuité de tension. L'étage déclencheur 32 commande le commutateur 30, de sorte que la polarité de la tension d'entrée ug appliquée est inversée sur l'amplificateur intégrateur 31. Le fonctionnement est décrit ci-dessous à l'aide de la figure 5.L'amplificateur intégrateur 31 intègre la tension thermo-électrique appliquée a l'entrée + jusqu'à ce que le niveau de déclenchement U1 soit atteint; le commutateur 30 est alors actionné et une intégration s'effectue dans le sens inverse, jusqu'au niveau de déclenchement U2 UTh désigne la tension thermo-électrique résultante et UDr une tension additionnelle d'erreur ou de dérive. lorsque la vitesse de croissance de U augmente par suite d'une telle tension UDr, elle diminue a de la même valeur pendant la décroissance et la fréquence de la tension d'intégration n'est ainsi pas influencée par la tension d'erreur UD . L'amplificateur intégrateur 31 délivre a sa sortie u. une tension en dents de scie avec une fréquence de 10 Hz par exemple. L'étage déclencheur 32 délivre par suite, a sa sortie ut, un train-de signaux rectangulaires de même fréquence, transmis au diviseur de fréquence 33. Ce dernier, de rapport Io4/1, délivre ainsi à sa sortie uf trois impul sionslh qui sont transmises au compteur d'impulsions mécanique 11 à six décades. REVENDICATIONS 1 - Procédé de mesure de l'échange de chaleur entre des appartements voisins, caractérisé en ce que chaque mur de séparation d'appartements voisins est équipé d'une sonde de température de transmission, qui détermine le gradient de température dans ce mur. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux sondes de température sont installées 9 des profondeurs différentes dans le mur de séparation et la tension de mesure délivrée par les deux sondes de température est pondérée en fonction de la surface totale et de la conductivité thermique du mur de séparation.