Brevet FR2445933A1 — publié le 19800801

L'invention se rapporte à un circuit de régulation thermostatique totale à faible amplitude pour convecteur double énergie avec commande prioritaire du circuit d'eau chaude. On connait depuis quelques années les convecteurs double énergie ou mixtes. Ces convecteurs hybrides dérivent des convecteurs électriques classiques par adjonction d'un circuit d'eau chaude. Ils permettent de ne fournir à la pièce que la stricte quantité de chaleur nécessaire en modulant 1' énergie électrique, considérée alors anme additionnelle, selon les besoins du moment. Le circuit d'eau chaude permet d'établir une température de base constante de par la présence de circulateurs et d'organes de régulation à tespérature constante. La puissance électrique additionnelle est aisement supportée par les circuits et les éléments de limitation de courant dans le cadre d'un abonnement du type familial, c'est-à-dire pour une puissance souscrite peu pénalisante au point de vue mensualités fixes. Dans une copropriété, la part d'énergie de chauffage, fonction des besoins=plus ou moins grands de chacun est supportée par les intéressés alors que l'énergie constante est à la charge de tous, car apportée par la chaudière centrale en principe à température constante, pour I'établissement de la tespérature de base. I1 est apparu intéressant dans une optique de confort et d'économie de réguler la chaleur apportée par l'eau de chauffage en jouant sur son débit dans les batteries des convecteurs mixtes. En effet, ceci permet d'éviter un chauffage inutile en intersaison ou en période d'ensoleillement car la seule puissance régulée du circuit d'eau suffit alors. La régulation de la résistance électrique chauffante seule est connue. I1 en existe d'ailleurs de plusieurs types. Elle s'avère tout à fait insuffisante à elle seule dans le cas de convecteurs mixtes. La solution selon l'invention permet de ne fournir que la stricte quantité de chaleur nécessaire en ajustant l'énergie calorifique d'origine électrique et autre aux besoins du moment tout en consommant en priorité la chaleur apportée par le circuit d'eau, c'est-à-dire en limitant autant que possible les apports additionnels en énergie électrique. Cette solution est concrétisée par une double régulation thermostatique, d'une part sur le circuit d'alimentation électrique en agissant sur le fonctionnement de la résistance électrique et d'autre part sur le débit du fluide caloporteur par l'intermédiaire d'une électrovanne. Ces commandes agissent bien entendu en association. Elles donnent priorite à l'ouverture du circuit d'eau chaude de la batterie. L'invention comporte un premier circuit d'alimentation de la résistance électrique branché à une phase commandée par thermostat central, un deuxième circuit alimentant l'électrovanne de commande à une phase non régulée. Elle est remarquable en ce que le premier circuit comporte en série l'interrupteur d'énergie électrique) la résistance de chauffage et les contacts d'un élément thermostatique, le deuxième circuit présente l'électrovanne de régulation et les con tacts d'un relais double, le cas echeantssles les contacts de l'élément thermostatique, pouvant être la deuxième voie de celui employé pour le premier circuit; l'excitation du relais s'effectuant partir du premier circuit comportant la résistance électrique chauffante. Les avantages de cette régulation composite sont nombreux - elle assure tout d'abord un fonctionnement énergé tique optimal dans tous les cas de modifications thermiques d'ambiance - elle s'avère précise. Les essais montrent que les amplitudes de variations ne dépassent pas le degré. Ainsi, tout en assurant le confort thermique, on gagne en énergie en réduisant les excursions de température. En effet, si les écarts restent impor tants en valeur relative, la moyenne que l'occupant ressent directement, est plus élevée - le prix de revient s'annonce parfaitement compati ble, c'est-à-dire de l'ordre de celui d'un acces soire, avec les prix pratiqués pour ce genre de matériel - la relative simplicité de ce montage lui confère une fiabilité intéressante - l'adaptation d'un relais thermique et d'une élec trovanne particulière du type vanne électrothermi que assurent un fonctionnement tout à fait silen cieux et un temps de réponse satisfaisant - le matériel équipé de cette régulation devient par ticulièrement intéressant par des performances iné dites - aversion à thermostat bipolaire offre l'avantage de l'emploi d'un relais thermique simple à la place d'un relais inverseur. L'invention apparaitra plus précisément à la lecture de la description ci-après effectuée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins accompagnants dans lesquels - la figure 1 est le schéma du circuit-électrique de régulation selon l'invention - la figure 2 est un schéma d'une variante du circuit électrique utilisant un thermostat bipolaire - la figure 3 est une vue schématique d'ensemble il lustrant un exemple d'implantation des divers or ganes associés selon l'invention dans un convecteur - la figure 4 est un schéma d'une variante avec ther mostat électronique à deux étages. Entre-une phase Phl connectée directement au réseau électrique et une ligne de neutre N se trouve branché le circuit électrique 1 de commande en énergie de la batterie d'eau chaude par une électrovanne 2 permettant la régulation de cet apport calorifique en agissant sur le débit de la circulation d'eau chaude. On a constaté que 1 r electrovanne présentant les meilleures caractéristiques et qualités pour cet emploi est du type électrothermique. Une électrovanne électrothermique particulière a été mise au point spécialement pour ces besoins. Elle constitue une invention distincte. Le circuit 1 se compose entre la phase Phl et le neutre N de l'élément de commande 3 de l'électrovanne 2 et des contacts tels que 4 d'un ou de plusieurs organes de commutation par exemple du type relais thermique R assurant la fermeture de ce circuit de façon prioritaire, ctest-à-dire avant la mise en service de la résistance chauffante quelles que soientles conditions thermiques de la pièce ou les conditions de fonctionnement. Le chauffage d'appoint en énergie électrique est fourni par la résistance 5 prévue dans un circuit distinct 6. Le circuit 6 d'énergie électrique se compose entre une phase régulée Ph2 et le neutre N tout d'abord des contacts 7 d'un élément de régulation thermostatique globale T1 sensible aux variations en température de la pièceoensuite de la résistance chauffante 5 et d'un interrupteur I1 de résistance chauffante ou d' énergie électrique. La phase régulée Ph2 est commandée à partir d'un thermostat central ou d'une sonde extérieure représentée par TS sur la figure 3 prévu sur la ligne Ph2 en provenance du tableau TA de distribution électrique. L'organe de régulation prioritaire de la batterie est le relais R du type thermique inverseur ou simple dont les contacts série 4 sont prévus seuls (figure 1) ou en parallèle avec les contacts 7 d'un thermostat bipolaire 8 (figure 2) ou T2 jouant le même rôle que T1 en figure 1. Comme indiqué dans la réalisation de la figure 1 les contacts 4 sont les contacts "travail" 9 du relais thermique R. Les contacts "repos" 10 se ferment au neutre N, en aval de la résistance chauffante 5 par l'intermédiaire du thermostat T1 La commande du relais thermique s'effectue entre la borne A de la résistance, en aval de l'interrupteur I1, le point milieu M des contacts "travail" 9 du relais thermique inverseur et la borne aval B de la résistance chauffante. Dans la réalisation de la figure 2 le thermostat T2 est du type bipolaire. On prévoit une de ces voies 11 dans le circuit d'énergie électrique 6, en amont de la résistance et son autre voie 12 dans le circuit de commande de la batterie de chauffage, en amont de l'électrovanne, en parallèle avec les contacts 4 simples du relais thermique R commandé entre les bornes C et B d'un tronçon comprenant la résistance 5 et les contacts 11 du thermostat 8 ou T2. L'interrupteur I2 se trouve ici placé en aval de la résistance entre B et N. A titre de variante, on prévoit un ventilateur V en remplacement de l'électrovanne. On expliquera ci-après les différentes phases de fonctionnement des circuits de régulation selon l'invention. L'interrupteur 11,2 étant ouvert, seul le thermostat T1 2 version simple T1 ou bipolaire T2, commande le fonctionnement de l'électrovanne en fonction des conditions intérieures de température. Ainsi, seul le circuit d'eau chaude peut fonctionner, l'énergie calorifique disponible du fluide caloporteur chauffe la pièce. C'est le régime dit "d'intersaison" ou de nuit où la pièce ne necessite qu'un chauffage réduit. Lorsque la température désirée est atteinte, le thermostat coupe la liaison au neutre de la commande de l,électrovanne et le circui d'eau chaude se ferme. Lorsque les besoins calorifiques augmentent, on bascule l'interrupteur 11,2. Les deux énergies fournies par le convecteur sont alors commandées La commande de fonctionnement est donnée par la phase Ph2 à partir d'un thermostat central ou d'une sonde extérieure. Dès l'apparition d'une tension sur Ph2, les contacts du relais thermique R basculent en position travail (figure 1) ou se ferment (figure 2) mettant en service en priorité le circuit d'eau chaude. Dans ce cas, la commande du circuit d'eau chaude devient indépendante du thermostat T1 2 (figure 2). La résistance électrique se trouve mise en service par la fermeture des contacts du thermostat T1 2 de l'appareil agissant alors en tant qu'organe de régulation d'énergie électrique additionnelle sensible aux variations de température de la pièce. On prévoit également une version où la commande s'effectue à partir d'un thermostat électronique à deux étages. Le thermostat central est alors remplacé par ce thermostat électronique à deux étages permettant une régulation pièce par pièce. On se réfère à la figure 4. L'alimentation s'effectue entre neutre N et Phase Phl par un interrupteur I3 raccordé aux bornes E et G du thermostat éleetronique à- deux étages T3. A ces bornes N et Phl se trouve branché le circuit d'alimentation de la résistance chauffante 5 à travers les contacts 4 d'un relais thermique simple R et un limiteur de température L par exemple à réarmement manuel destiné à éviter toute surchauffe. La commande du relais thermique est alimentée entre les bornes D et G du thermostat et la vanne électrothermique 2 entre les bornes F et G. La voie correspondante du thermostat électronique T3 assure la commande prioritaire du circuit d'eau chaude alors que la résistance chauffante 5 n'est mise en service qu'à titre d'appoint c'est-à-dire lorsque la chaleur émise par la batterie d'eau chaude s' avère insuffisante pour atteindre la température de consigne affichée ou programmée dans le thermostat T3. L'invention a été décrite en détail à propos d'un circuit de base et de quelques variantes, il est bien entendu que diverses modifications à la portée de l'homme de l'art ou du domaine des équivalents restent dans son cadre REVENDICATIONS 1. Régulation thermostatique globale pour convecteur double énergie comprenant une résistance chauffante électrique blindée et une batterie de chauffage par circulation d'eau chaude avec commande prioritaire du circuit d'eau chaude caractérisée en ce qu'elle comporte d'une part un circuit d'alimentation de la résistance de chauffage monté entre le neutre N et une ligne d'alimentation Ph2 à phase commandée par un thermostat central ou une sonde extérieure, circuit constitué d'un interrupteur d'énergie électrique I, de la résistance chauffante et des contacts d'un élément thermostatique ou à commande thermostatique et d'autre part un circuit distinct et prioritaire de commande d'une électrovanne relié au réseau électrique en Phl et au neutre N à travers les contacts dlun relais thermique doublé le cas échéant par les contacts de la deuxième voie de l'élément thermostatique, le relais thermique étant commandé à partir du circuit d'alimentation de la résistance chauffante pour réaliser la commande prioritaire au circuit d'eau chaude. 2. Régulation selon la revendication 1, caractériséeen ce que l'électrovanne est du type électrothermique. 3. Régulation selon la revendication 1, caractériséeen ce que l'excitation du relais thermique est branchée aux bornes de la résistance chauffante à travers ses contacts repos. 4. Régulation selon les revendications 1 et 3 caractérisée en ce que l'élément thermostatique est un thermostat simple sensible à la température globale de l'appareil dont les contacts sont insérés entre la résistance chauffante et le neutre. 5. Regulation selon la revendication I, caractérisée en ce que l'élément thermostatique est un thermostat bipolaire dont les contacts sont insérés dans le premier circuit entre la phase régulée et la résistance chauffante et dans le deuxième circuit entre la phase et la commande de l'électrovanne et en ce que l'excitation du relais thermique est branchée aux bornes d'un tronçon formé par la résistance chauffante et les contacts du thermostat. 6. Régulation selon la revendication 1, caractérisen ce que l'électrovanne est remplacée par un ventilateur. 7. Régulation selon la revendication 1, caractériséeen ce que l'alimentation prioritaire de l'électrovanne s'effectue sur la première voie d'un thermostat électronique à deux étages, la seconde voie commandant la mise en service de la résistance chauffante par l'intermédiaire des contacts 4 d'un relais thermique RI