Brevet FR2448111A1 — publié le 19800829

L'invention a pour objet un procédé et un dispositif de régulation du fonctionnement d'une installation de chauffage de locaux, du type chauffage central Les installations de chauffage de ce type comportent, classiquement, une chaudière dans laquelle est réchauffé un fluide caloporteur, le plus souvent de l'eau, qui circule dans un circuit de chauffage, comprenant des radiateurs disposes dans les locaux à chauffer, et bouclé sur la chaudière dans laquelle le fluide est reconduit. On connait déjà des dispositifs de régulation du fonctionnement de telles installations, dans lesquelles le fonctionnement de la chaudière est commande' en fonction de la température du fluide caloporteur, mesurée par une sonde disposée sur la boucle du circuit de chauffage en sortie de chaudière, de sorte que cette température ne soit pas inférieure à un seuil donné, éventuellement choisi à partir d'informations provenant de sondes de température internes ou externes aux locaux à chauffer. ll est clair que ces dispositifs de régulation connus ne tiennent pas compte des apports thermiques, des pertes thermiques ainsi que de l'inertie thermique du système que constituent le bâtiment dans lequel se trouvent les locaux à chauffer, l'environnement du bâtiment ainsi que la boucle de fluide du circuit de chauffage.Par exemple, une baisse conséquente de la température extérieure au batiment, et détectée par une sonde de température extérieure, peut commander une élévation du seuil auquel la température du fluide en sortie de chaudière doit être portée, ce qui peut provoquer une mise en fonctionnement prématurée de la chaudière avec une élévation de la température ambiante des locaux au delà de la température désirée, si l'inertie thermique du bâtiment est importante et que les murs ont emmagasiné une quantité importante de chaleur. En conse- quence, la régulation ainsi assurée n'est ni précise, ni economique, tout en commandant fréquemment l'arr8t ou la mise en fonctionnement de la chaudière. Par la présente invention, on se propose de remédier à ces inconvénients, en proposant un procédé et un dispositif assurant une régulation plus précise et plus économique, sans avoir précisément à connaître les échanges thermiques se déve lopptntt entre le bâtiment et son environnement, en fonction de la température extérieure, de l'ensoleillement, du vent ou de la pluie. A cet effet, le procédé de régulation du fonctionnement d'une installation de chauffage de locaux selon l'invention se caractérise en ce qu'il consiste à commander la mise en fonctionnement ou l'arrêt de la chaudière selon que la température mesurée du fluide au retour dans la chaudière devient respectivement inférieure ou supérieure, à une plage neutre près, à une première valeur de consigne. En effet, pour un débit de fluide chaud constant, la température de fluide au retour dans la chaudière donne du besoin de chauffage une image plus fidèle que la température du fluide en sortie de chaudière, car elle rend compte des apports, des pertes ainsi que de l'inertie thermique du système constitué par le bâtiment, son environnement et le circuit de chauffage. Pour tenir compte de ce que les occupants des locaux peuvent exprimer le désir de maintenir certaines températures bien déterminées dans les différents locaux chauffés, le procédé selon l'invention consiste également à augmenter ou à diminuer la première valeur de consigne selon que la température ambiante, ou une fonction des températures ambiantes dans les différents locaux à chauffer, est inférieure ou supérieure à une seconde valeur de consigne. Pour maintenir l'inertie thermique du système, c'està-dire maintenir la charge calorifique du bâtiment, en particulier lorsque les locaux sont inoccupés, le procédé selon l'invention consiste, en outre, dès que la température extérieure devient inférieure à un premier seuil de température, à commander prioritairement la mise en fonctionnement de la chaudière, de sorte que la température du fluide réchauffé sortant de la chaudière ne soit pas inférieure à un second seuil de température.Avantageusement, la commande prioritaire de la mise en fonctionnement de la chaudière est également assurée dès que la température de paroi, mesurée sur la face interne de l'un des murs externes des locaux, est inférieure à un troisième seuil de température, L.'invention a également pour objet un dispositif pour a se en oeuvre du procédé de régulation selon l'inven tion, pour une installation de chauffage central équipée d'une chaudière à combustion assurée par un brdleur, le dispositif se caractérisant en ce qu'il comprend un premier dispositif d'affichage d'une première valeur de consigne de température, et une première sonde de température, mesurant la température du fluide au retour dans la chaudière, transmettant tous deux leurs informations à un comparateur commandant la fermeture ou l'ouver- ture d'un interrupteur d'allumage du brûleur de la chaudière, selon que la température mesurée par la première sonde est respectivement inférieure ou supérieure à la première valeur de consigne donnée par le premier dispositif d'affichage.De plus, l'affichage de la première valeur de consigne sur le premier dispositif d'affichage est commandé par un régulateur relié, d'une part, à au moins une sonde de température ambiante, disposée dans les locaux à chauffer, et, d'autre part, à un second dispositif d'affichage d t uns seconde valeur de consigne qui cor- respond à la température ambiante désirée lors de l'occupation des locaux, de sorte que la première valeur de consigne soit respectivement augmentée ou diminuée selon que la température mesurée, ou une fonction des températures mesurées, par la ou les sondes de température ambiante, est respectivement inférieure ou supérieure à la seconde valeur de consigne.Le maintien d'une charge thermique minimale sera assuré par un premier thermocontact, sensible à un premier seuil de température et disposé sur une face externe de l'un des murs externes des locaux, venant, dès que la température extérieure est inférieure au premier seuil de température, fermer un circuit reliant le comparateur de commande de l'interrupteur d'allumage du brûleur à une seconde sonde de température, mesurant la température du fluide réchauffé sortant de la chaudière, et sensible à un second seuil de température, et commander avec priorité le fonctionnement de la chaudière, de sorte que la température mesurée par la seconde sonde-ne soit pas inférieure au second seuil de température. Dans une forme préférée de réalisation, un second thermocontact, sensible à un troisième seuil de température, et disposé sur la face interne d'un mur externe des locaux, est monté en parallèle au premier thermocontact sur le circuit reliant la seconde sonde de température au comparateur, et vient fermer ce circuit lorsque la température de paroi de cette face interne du mur est inférieure au troisième seuil de température, pour commander également avec priorité le fonctionnement de la chaudière. L'intervention des thermocontacts, pour commander prioritairement la chaudière, devant s'effectuer en période Cl'inoccupation des locaux, le dispositif peut être aménagé pour qu'il ne soit possible de commander avec priorité le fonctionnement de la chaudière que si la seconde valeur de consigne a préalablement été amenée à un quatrième seuil de température, correspondant à la température d'entretien devant être maintenue dans les locaux inoccupés. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un exemple particulier de réalisation, faite à titre non limitatif, en référence à la figure unique en annexe. Sur la figure unique, est représentée schématiquement une installation de chauffage, du type chauffage central, équipée d'un dispositif de régulation selon l'invention. -L'installation de chauffage comprend une chaudière 1 à combustion assurée par un brûleur 2 et renfermant un ballon d'eau 3. L'eau chauffée dans le ballon 3 est pompée, à débit constant, par une pompe de circulation ou accélérateur 4, et traverse les radiateurs 5, disposés dans les différents locaux à chauffer 6, puis est reconduite, après qu'elle se soit ainsi refroidie, dans le ballon 3 de la chaudière 1 pour y être réchauffée. Le dispositif de régulation comprend une première sonde de température 7, disposée dans la conduite de retour de l'eau à la chaudière 1, ainsi qu'un premier dispositif d'affichage 8 d'une première valeur de consigne de température, qui sont tous deux reliés à un comparateur 9 auquel la sonde 7 et le dispositif d'affichage 8 transmettent leurs informations.Le -dispositif d'affichage 8 est lui-même commandé à partir d'un régulateur 10 recevant les informations qui lui sont transmises par un second dispositif d'affichage 11 ainsi que par les différentes sondes de température ambiante 12, qui se trouvent disposées sur les cloisons internes et non sur les murs externes, des différents locaux à chauffer 6.Par cloisons internes, il faut entendre les différents murs, cloisons ou parois séparant, à l'intérieur d'un même bâtiment, les différentes pieces, alors que les murs externes sont les murs délimitant les locaux 6 vis-à-vis de l'extérieur du batiment. Le comparateur 9, agencé pour commander l'interrupteur 13 d'allumage du brûleur 2, est également relié à une seconde sonde de température 14, disposée dans la conduite de départ de l'eau en sortie de chaudière 1, par l'intermédiaire de deux thermocontacts 15 et 16 montés en parallèle et dont l'un 15, est disposé sur la face externe d'un mur externe 17, tandis que l'autre 16 est disposé sur la face interne de ce mur 17, qui sera le mur orienté à l'est ou, de préférence, au sud-est dans l'hémisphère nord et au nord-est dans l'hémisphère sud. Le dispositif qui vient d'entre décrit, fonctionne de la façon suivante. Lorsque les locaux 6 sont occupés et doivent être convenablement chauffés, la valeur de consigne affichée manuellement, ou par une horloge, de façon en soi connue, sur le dispositif d'affichage 11 est par exemple de 200C et correspond à la température désirée. Le régulateur 10, recevant des sondes de température ambiante 12, des indications sur les températures qui règnent dans les locaux 6, calcule une fonction des différentes températures ambiantes mesurées, pouvant être une moyenne, éventuellement pondérées de ces mesures, ou la sélection de la mesure maximale ou minimale. Cette fonction est comparée par le régulateur 10 à la valeur de consigne affichée sur le dispositif 11, et le régulateur 10 commande l'affichage de la valeur de consigne sur le dispos-itif 8detelle sorte que la valeur de consigne du dispositif 8 sera respectivement diminuée ou augmentée selon que la fonction des températures ambiantes sera respectivement supérieure ou inférieure à la valeur de consigne du dispositif 11. La valeur de consigne du dispositif 8, qui peut varier entre 200C et 500C, est comparée en permanence à la température de retour d'eau, mesurée par la sonde 7, dans le comparateur 9, qui commande la fermeture de l'interrupteur 13, et donc l'allumage du bruleur 2 et la mise en fonctionnement de la chaudière 1, si la température de retour d'eau est inférieure à la valeur de consigne du dispositif 8 diminuée d'une plage neutre de quelques degrés, et qui commande l'ouverture de l'interrupteur 13, et donc l'arrêt de la chaudière 1, si la température de retour d'eau est supérieure à la valeur de consigne du dispositif 8 augmentée de cette plage neutre.Lorsque les locaux sont inoccupés, la valeur de consigne du dispositif d'affichage 11 est ramenée, soit manuellement, soit par une horloge, à une valeur minimale correspondant à un seuil de température à maintenir dans les locaux, par exemple 15 C. Le fonctionnement de la chaudière 1 peut alors etre commandé prioritairement par le comparateur 9 à partir des informations qu'il reçoit de la sonde de température 14, mesurant la température de l'eau en sortie de chaudière 1, et sensible à un seuil de température, par exemple 350C, de sorte que si l'un des deux thermocontacts 15 et 16 ferme le circuit reliant la sonde 14 au comparateur 9, le fonctionnement de la chaudière 1 est commandé pour que la température mesurée par la sonde 14 soit maintenue au minimum à la valeur de seuil de 350cl Le thermocontact 15 est calé sur un seuil de température, de 80C par exemple, de sorte que si la température extérieure est inférieure à cette valeur, le thermocontact 15 ferme le circuit reliant la sonde 14 au comparateur 9, tandis que le thermocontact 16, calé sur un autre seuil,par exemple de 12 C, ferme ce circuit si la température de paroi sur la face interne du mur 17 est inférieure à 1200. Ce montage des thermocontacts 15 et 16 sur la face interne du mur externe 17 exposé à l'est, ou au sud-est dans l'hémisphère nord, permet de prendre en compte les conditions matinales de vent et d'ensoleillement en tant que prévisions de ces conditions pour la journée, afin, éventuellement, de retarder le fonctionnement de la chaudière 1 au sortir de la période la plus froide, généralement la nuit, s'il apparait que des apports thermiques, ou de moindres pertes, sont à attendre. Le procédé de régulation et le dispositif pour sa mise en oeuvre, proposés par l'invention, autorisent ainsi un fonctionnement économique d'une installation de chauffage, en diminuant le nombre des arrêts et des remises en fonctionnement de la chaudière, par rapport aux régulations actuellement connues. REVENDICATIONS 1/ Procédé- de régulation du fonctionnement d'une installation de chauffage de locaux, du type chauffage central, comportant une boucle de fluide caloporteur réchauffé dans une chaudière, à laquelle le fluide est conduit après s'être refroidi en traversant des radiateurs, caractérisé en ce qu'il consiste à commander la mise en fonctionnement ou l'arrêt de la chaudière selon que la température mesurée du fluide au retour dans la chaudière devient respectivement inférieure ou supérieure, à une plage neutre près, à une première valeur de consigne. 2/ Procédé de régulation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste également à augmenter ou à diminuer la première valeur de consigne selon que la température ambiante, ou une fonction des températures ambiantes dans les différents locaux à chauffer, est inférieure ou supérieure à une seconde valeur de consigne. 3/ Procédé de régulation selon l'une des revendica tions- 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste, en outre, dès que la température extérieure devient inférieure à un premier seuil de température,-à à commander prioritairement la mise en fonctionnement de la chaudière, de sorte que la température du fluide réchauffé sortant de la chaudière ne soit pas inférieure à un second seuil de température. 4/ Procédé de régulation selon la revendication 3, caractérisé en ce que la commande prioritaire de la mise en fonctionnement de la chaudière est également assurée dès que la température de paroi, mesurée sur la face interne de l'un des murs externes des locaux, est inférieure à un troisième seuil de température. 5/ Dispositif de régulation du fonctionnement d'une installation de chauffage de locaux, du type chauffage central, constituée d'une chaudière à combustion assurée par un brûleur et sur laquelle est bouclé un circuit de chauffage comprenant des radiateurs, disposés dans les locaux à chauffer, traversés par un fluide caloporteur réchauffé provenant de la chaudière dans laquelle le fluide est conduit après passage dans les radiateurs, caractérisé en ce qu'il comprend un premier dispositif d'affichage d'une première valeur de consigne de température, et une première sonde de température, mesurant la tem pérature du fluide au retour dans la chaudière, transmettant tous deux leurs informations à un comparateur commandant la fermeture ou l'ouverture d'un interrupteur d'allumage du brû- leur de la chaudière, selon que la température mesurée par la première sonde est respectivement inférieure ou supérieure à la première valeur de consigne donnée par le premier dispositif d'affichage. 6/ Dispositif de régulation selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'affichage de la première valeur de consigne sur le premier dispositif d'affichage est commandé par un régulateur relié, d'une part, à au moins une sonde de température ambiante, disposée dans les locaux à chauffer, et, d'autre part, à un second dispositif d'affichage d'une seconde valeur de consigne qui correspond à la température ambiante désirée lors de l'occupation des locaux, de sorte que la premi ère valeur de consigne soit respectivement augmentée ou diminuée selon que la température mesurée, ou une fonction des températures mesurées, par la ou les sondes de température ambiante est respectivement inférieure ou supérieure à la seconde valeur de consigne. 7/ Dispositif de régulation selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'il comprend également un premier thermocontact, sensible à un premier seuil de température et disposé sur une face externe de l'un des murs externes des locaux, venant, dès que la température extérieure est inférieure au premier seuil de température, fermer un circuit reliant le comparateur de commande de l'interrupteur d'allumage du brdleur à une seconde sonde de température, mesurant la température du fluide réchauffé sortant de la chaudière, et sensible à un second seuil de température, et commander avec priorité le fonctionnement de la chaudière, de sorte que la température mesurée par la seconde sonde ne soit pas inférieure au second seuil de température. 8/ Dispositif de régulation selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un second thermocontact, sensible à un troisième seuil de température, et disposé sur la face interne d'un mur externe des locaux, est monté en parallèle au premier thermocontact sur le circuit reliant la seconde sonde de température au comparateur, et vient fermer ce circuit lorsque la température de paroi de cette face interne du mur est inférieure au troisième seuil de temperature, pour commander également avec priorité le fonctionnement de la chaudière. 9/ Dispositif de régulation selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'il n'est possible de commander avec priorité le fonctionnement de la chaudière que si la seconde valeur de consigne a été amenée à un quatrième seuil de température.