Brevet FR2452133A1 — publié le 19801017

L'invention se rapporte à un circuit de commande d'une installation fonctionnant à l'énergie solaire et dans laquelle des différences et des seuils sont formés à l'aide des mesures de capteurs de température. La commande d'une installation fonctionnant à l'énergie solaire pose le problème du transfert du liquide chauffé dans un collecteur d'énergie solaire (absorbeur) au moyen d'une pompe dans un réservoir alors qu'il est à une température déterminée. Une analyse des températures décelées par les capteurs montés sur le collecteur solaire et dans le réservoir permet la commande de la pompe. Un-prospectus de la Société Eberle de Nürnberg, République fédérale d'Allemagne, concernant des régulateurs de chauffage à l'énergie solaire type 52 105 et 52 106, décrit un régulateur de température destiné à un circuit de chauffage à l'énergie solaire. Ce régulateur compare la température décelée dans le collecteur à celle qui règne dans le réservoir et compare la différence de ces deux valeurs avec une consigne préréglée de manière que la pompe soit enclenchable en cas de besoin. La pompe peut donc transporter dans les réservoirs l'eau qui a été chauffée dans le collecteur d'énergie solaire. La pompe de circulation est enclenchable directement au moyen d'un relais à mercure. Ces circuits comprennent aussi un circuit de contrôle des excès de température. Ce circuit de commande n'est utilisable que dans le cas simple dans lequel sont détectées les températures du collecteur et du réservoir. Il ne permet pas de prendre en considération d'autres critères. Par ailleurs, le circuit est coûteux en raison de l'utilisation de composants classiques. L'invention a donc pour objet un circuit de commande petit, de faible encombrement et utilisable de manière universelle, ce circuit permettant de déceler et de traiter de manière variable les températures régnant en de nombreux points. Selon une particularité essentielle du circuit de l'invention, il comprend des capteurs de la température du collecteur d'énergie solaire, du réservoir d'énergie de chauffage, de l'eau pour usages sanitaires et de celle d'une piscine, les capteurs de température sont branchés sur des étages d'entrée en aval desquels sont montés des circuits formateurs de différence, les différences étant formées entre l'absorbeur et le réservoir d'énergie de chauffage, l'eau pour usages sanitaires et celle de la piscine et pouvant être prélevées par des étages de sortie, la sortie de chacun des étages d'entrée étant branchée sur les étages de sortie par des générateurs de valeur de seuil et la sortie des étages d'entrée étant branchée sur les étages de sortie par des adaptateurs. L'avantage du circuit de commande d'une installation fonctionnant à l'énergie solaire, conforme à l'invention, réside en parftcuiier dans la diversité de ses possibilités d'utilisation, car il permet par exemple d'utiliser le collecteur d'énergie solaire de manière optimale par exemple en fonction de l'eau nécessaire aux usages sanitaires, de la température ambiante, d'un chauffage par le sol, d'une piscine. Une partie du circuit est de plus librement programmable intérieurement de manière qu'il soit possible de mettre aussi en circuit des différences de température décelées par d'autres capteurs. Les tensions utilisées étant faibles et les sorties de signaux étant numériques, il est par ailleurs possible de procéder à une intégration.Il est en outre possible de procéder avantageusement de l'extérieur à un réglage variable, c'est-à-dire que l'utilisateur peut procéder par exemple à un réglage variable d'une température limite. Ce circuit permet donc de contrôler des installations dans de larges plages de températures et dans toutes les applications pouvant se présenter. L'invention va être décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure unique est un schéma du circuit. Le circuit selon l'invention de commande d'une installation fonctionnant à l'énergie solaire comprend plusieurs capteurs de température (thermistances à coefficient négatif de température, thermistances à coefficient positif de température, circuits à semi-conducteurs, sondes) qui sont montés en des emplacements déterminés. Ainsi, le capteur 1 est placé sur l'absorbeur (collecteur d'énergie solaire), le capteur 2, dans le réservoir d'énergie de chauffage, le capteur 3 décèle la température de l'eau pour usages sanitaires et le capteur 4 décèle la température de l'eau de la piscine.Les capteurs 1 à 4 qui, dans l'exemple particulier de réalisation, sont des thermistances à coefficient négatif de température, ont une résistance qui varie en fonction de la température et ils agissent ainsi sur des étages d'entrée 5 à 8 montés en aval au moyen de circuits diviseurs de tension se trouvant à l'intérieur~de ces étages. Les sorties des étages d'entrée 5 et6 sont branchées sur un circuit 9 formateur de différence dont la sortie porte la référence Al et qui comprend des circuits de soustraction qui établissent une différence en tension entre la température du collecteur d'énergie solaire et le réservoir d'énergie de chauffage. Le signal prélevé à la sortie Al sous forme numérique permet de savoir si la différence de ces températures a dépassé ou non une valeur déterminée.Une pompe de circulation peut être par exemple enclenchée à l'aide de ce signal de sortie par l'intermédiaire dlun amplificateur non représenté. La sortie de l'étage 6 est branchée de son côté sur un générateur 12 de valeur de seuil. Lorsque la tension atteint une valeur déterminée (correspondant à une température) dans ce dernier, ce générateur ( par exemple une bascule de Schmitt) bascule vers un autre état et émet un signal logique à sa sortie A4. Un adaptateur 15, dont la sortie porte la référence A7, est par ailleurs monté en aval de l'étage d'entrée 5. Cet adaptateur donne sous forme analogique la température détectée et destinée par exemple à un instrument de mesure. Le capteur de température 1 du collecteur d'énergie solaire constituant la source d'alimentation est par ailleurs relié aux appareillages utilisateurs que sont le réservoir d'énergie de chauffage, le circuit d'eau pour usages sanitaires et la piscine. Donc, l'étage d'entrée 5 est branché sur les circuits formateurs de différence 9, 10 et 11. L'autre entrée du circuit 10 formateur de différence est branchée sur l'étage d'entrée 7 et l'autre entrée du circuit 11 formateur de différence est branchée sur l'étage d'entrée 8. La sortie des signaux de l'étage 10 porte la référence A2 et celle de l'étage 11 porte la référence A3. Il est donc possible de former et d'exploiter sélectivement la différence de température entre le collecteur de l'énergie solaire et le réservoir de chaleur de chauffage ou le circuit d'eau pour usages sanitaires ou la piscine. Par ailleurs, un générateur 13 de valeur de seuil comprenant la sortie A5 est monté en aval de l'étage d'entrée 7 du circuit d'eau pour usages sanitaires et un générateur 14 de valeur de seuil comprenant une sortie A6 est monté en aval de l'étage d'entrée 8 du circuit de la piscine. Chacun de ces générateurs est réglé à une autre valeur de manière que la température ne puisse pas dépasser une valeur supérieure maximale (et éventuellement dangereuse). Un adaptateur 16 comprenant une sortie A8 est monté sur l'étage d'entrée 6 du circuit du réservoir d'énergie de chauffage et un adaptateur 17 comprenant une sortie A9 est monté sur l'étage d'entrée 8 du circuit de la piscine. Des tensions analogiques correspondant aux températures détectées peuvent être prélevées sur ces sorties et utilisées par exemple pour des instruments de mesure. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invent ion, le circuit comprend un capteur de température supplémentaire 18 qui est librement disponible et en aval duquel sont montés un étage d'entrée 19 et un générateur 20 de valeur de seuil comportant une sortie AlO. Ce capteur de température est utilisable par exemple pour la mesure de la température de locaux, de la température ambiante, de la température d'un circuit de chauffage par le sol ou analogue. Ce capteur de température peut être branché par exemple sur un circuit libre 21 de formation de différence comportant une sortie Hall. L'autre entrée du circuit 21 de formation de différence peut être branchée sélectivement sur l'étage d'entrée du collecteur 5 d'énergie solaire, du réservoir 6 d'énergie de chauffage, du circuit 7 d'eau pour usages sanitaires et de la piscine 8. Mais toute autre combinaison est possible. Ce circuit 21 formateur de différence et librement disponible permet de déceler toute différence à l'intérieur d'une installation fonctionnant à l'énergie solaire, mais peut permettre aussi de compléter l'équipement de l'installation pour d'autres applications supplémentaires ultérieures. Le circuit de commande selon l'invention est donc avantageusement utilisable de manière universelle. Le circuit de l'invention peut avantageusement comprendre encore d'autres générateurs 22 et 23 de valeur de seuil comprenant des sorties A12 et A13. Ces générateurs pouvant être librement branchés ouvrent la possibilité de mesurer d'autres températures, par exemple de déterminer si le collecteur d'énergie solaire a déjà atteint une température déterminée ou si une pompe de chaleur peut être branchée, etc. Un signal logique utilisable directement pour une commutation apparalt aux sorties des générateurs de valeur de seuil. Les seuils de température de tous les générateurs 12 à 14, 20, 22 et 23 sont réglables librement au moyen de diviseurs de tension. REVENDICATIONS 1. Circuit de commande d'une installation fonctionnant à l'énergie solaire, dans lequel des différences et des valeurs de seuil sont formées à l'aide de ' mesures décelées par des capteurs de température, caractérisé en ce qu'il comprend des capteurs de température du collecteur d'énergie solaire (1), du réservoir d'énergie de chauffage (2), de l'eau pour usages sanitaires (3) et d'une piscine (4), les capteurs de température (1 à 4) sont branchés sur des étages d'entrée (5 à 8), des circuits formateurs de différence (9 à 11) sont montés en aval des étages d'entrée (5 à 8) et sont destinés à former les différences entre les températures du collecteur d'énergie solaire et du réservoir d'énergie de chauffage, du circuit d'eau pour usages sanitaires et de la piscine, ces différences pouvant être prélevées sur des sorties (Al à A7), la sortie de l'étage d'entrée (6) est branchée sur un générateur de valeur de seuil (12) comprenant la sortie (A4), la sortie de l'étage d'entrée (7) est branchée sur un générateur de valeur de seuil (13) comprenant la sortie (A5) et la sortie de l'étage d'entrée (8) est branchée sur un générateur de valeur de seuil (14) comprenant la sortie (A6), et des adaptateurs (15, 16, 17) branchent les sorties des étages d'entrée (5, 6, 8) sur les sorties (A7, A8, A9). 2. Circuit de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de température supplémentaire (18) librement disponible et en aval duquel est monté un étage d'entrée (19) qui est branché sur un générateur de valeur de seuil (20) comprenant une sortie (A1,0). 3. Circuit de commande selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit formateur de différence (21) comprenant une sortie (AIl) qui peut être branchée sélectivement sur les étages d'entrée (5, 6, 7, 8, 19). 4. Circuit de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des générateurs de valeur de seuil (22, 23) comprenant des sorties (A12, A13) qui peuvent être branchées sélectivement sur les étages d'entrée (5, 6, 7, 8, 19).