Brevet FR2438801A1 — publié le 19800509

BUT La présente invention a pour objet de décrire un dispositif capable de réduire la consommation d énergie due aux installations de chauffage, et on particulier de celles dites à "chauffage cantral", tout en assurant un eonfort optimal dans les lieux d habitation privée et les locaux à usage industriel; le dispositif permettant la régulation des températures de ces locaux aux heures et/ou vaieurs prédéterminées et indépendamment d' un local à l' autre . SITUATION ACTUELLE Le chauffage des locaux habités ou non , se fait généralement par utilisation de dispositifs de chauffage placés dans ces locaux,tels qu radiateurs,diffuseurs etc, et caractérisés par les faits que : - La source de énergie est externe au local ( eau chaude, vapeur, électricité etc ) et/ ou -1' échange de chaleur entre le dispositif constituant 1 élément chauffant et 1 espace à chauffer se fait par rayonnement et/ou conduction et/ou convection, ces échanges étant " naturels " c'est à d'ire non favorisés ou entravés par des dispositifs de régulation agissant directement sur ces modes de traneaission de la chaleur. L ensemble de 1 installation étant caractérisé par le fait qu'il n'existe pas de dispositifs de régula- tion ou d asservisseient liant la tenpérature désirée et/ou 11 heure choisie dans un local considéré à l' élément diffusant et dispensant la chaleur dans ce local, et ceci indépendamment des autres locaux et de la source de chaleur principale eu de la source d énergie. Cette situation existe notamment dans les installations dites 'k chauffage cantral" dans lesquelles: - Un générateur de chaleur fixe , ce combustible ( bois, charbon, gaz, fuel, etc ) ou électricité, pre- duit une quantité de chaleur véhiculée au moyen d' un fluide (eau, vapeur, air, etc ), dans les divers liii k chauffer et dans lesquels: - le fluide transmet sa chaleur soit directement soit on circulant dans des échangeurs thermiques tels que des "radiateurs". Ces installations sent généralement équipées d' un un certain n@@bre do dispositifs de réglages et de sécurité tels que : - dispositif réglable permettant 1 arrêt du fonctionnement du générateur de chaleur ( chaudière ) k une valeur prédéterainée de la température du fluide chauffé et indépendamment de la température des lieux à chauffer. - dispesitif connu sous le nem de " thermostat d' ambiance " permettant, à partir d' une température désirée en un lieu et affichée au meyen d un organe de réglage agissant on liaison avec un organe de mesure de la température , de medifier le fonctiennement de l'installation par exemple on arrêtant ou en mettant en marche le générateur de chaleur , ou en agissant sur le débit du fluide transportant la chaleur. - dispositif de réglage ( vannes ou robinets ) agissant tur le débit du fluide admis au niveau do chaque échangeur thermique ou "radiateur" ce réglage étant fait manuellement eu automatiquement à partir de la température de l' échangeur lui même, tol que le font les dispesitifs connus seus le nom de "rebinats ou vannes thermestatiques" . INCONVENIENTS DES INSTALLATIONS ACTUELLES Ces inconvénients résultent : - de la modification rapide des conditions de déperdition de chaleur des divers lieux et locaux chauffés, an fonction de aultiples causes tel las que conditions climatiques , horaires ( jeur- nuit ) , présence de soleil , partes ouvertes eu non etc, qui ne permettent pas d' obtenir des conditions stables de fonction- nement des installations en raison de leur "temps de réaction " trop long . - de 1 impossibilité de régler indépendamment les unes des autres , les températures des divers lieux et locaux à la valeur définie et éventuellement programmée dans le temps. Il résulte de ces faits, un inconfort dans les lieux d habitation , dO à la difficulté de maîtriser la %température ambiante Par ailleurs , une dépense d énergie qui peut titre considérable est faite tant dans les lieux publics que privés, ainsi que dans les locaux à usage indusrtiel, en raison de ce sanque de maîtrise de la tempé- rature, et/ou de son manque de programmation dans le temps. INVENTION La présente invention est caractérisée par 1 association des dispositions suivantes : - l'organe dispensant la chaleur dans le local considéré est coffré c'est å dira inclus dans une enceinte assurait uns certaine isolation thermique vis k vis de 1 extérieur; - Cette enceinte comperte un ou plusieurs orifices permettent à 1 air ambiant d'y circuler et de s'y réchauffer;; - Un organe de réglage 0.terisé ou non permet d'agir sur cette circulation d'air de manière à prélever plus ou moins de chaleur , - L' organe de réglage précédent est actionné directement ou non (par exemple par l'intermédiaire de dispesitifs électremagnétiques) à partir d'informations ou de réglages émanant d'un dispesitif de réglages et de programmation de la température désirée tel qu'il est décrit ci dessous : - Le dispesitif de réglage et de programmation est constitué par l'un ou l'autre , ou l'association des organes suivants : .Association d'un organe permettant d'afficher la température désirée dans un local, avec un orga ne sensible à la température ambiante (ces organes pouvant être réunis dans un seul dispesitif tel que ceux cennus seus le non de thermostats) Association d'un dispositif de assure de la texpérature ambiante avec un dispositif de program- mation dans le temps de cette température ( y compris l'arrêt éventuel du fonctionnement pendant les périodes de temps désirées ) - les informations relatives à la température ambiante désirée et à sa programmation éventuelle dans le temps pouvant être télécommandées ou non et les dispositifs de commande et de mesures pouvant être plonbés(ou non ) de manière à peuveir être éventuellement soustraits à des modifications de réglages ou de cemmandes autres que celles impesées par la sécurité des biens et des personnes DESCRIPTION DE REALISATIONS PARTICULIERES DE L'INVENTION Les figures 1 à * montrent des réalisations particulières de l'invention dans lesquelles : les figures t et 2 représentent deux réalisations possibles de coffrages de 1 'organe dispensateur de cha leur ou n radiateur " camportant des amenée 2 et départ 3 de fluide chauffé par l'intermédiaire d'un organe nen représenté tel qu'une " chaudière ". Une enveloppe 4 entoure complèrtement le radiateur 1 et assura une isolation thernique vis 3 vis de l'extrérieur de l'enveloppe en raisen de la nature du matériau qui la constitus et/eu de la présence de matériaux de calorifugeage 5 tels que laine de verre ou autre sauvais canducteur de la chaleur L'enveloppe + ceeperte des ouvertures telles que 6 permettant à l'air de pénétrer dans l'enceinte ainsi fermée, et une su plusieurs ouvertures talles que 7 permettant k l'air réchauffé par sen passage dans l'enveloppe 4, de sortir de cette enveleppe Un organe ô qui peut être constitué à la manière d'un ventilateur ou d'une soufflerie penet de régler le débit qui traverse l'enveloppe 4 soit par "tout ou rien n soit de manière progressive suivant la manière dont est commandé ou réglé l'organe 8 Il est ainsi clairement compris que l'apport e chaleur dins le local dans lequel se trouve le dispesitif représenté par les figures 1 et 2 est essentiellement fenction de la quantité d'air chaud débité par le dispositif et de la température du radiateur 1 uls qu'en absence de débit d'air , est k dire lorsque l'organe 8 est farmé ou non alleenté en énergie, l'appert de chaleur est très faible et liai té aux partes dues aux imperfectiens de calerifugeage et à une circulatien d'air indésirable et due à des fuites Il doit être également compris que le dispositif des figures 1 et 2 peut revêtir diverses forees et cl porter des agencements ou organes non nécessaires 3 l'esprit de l'invention , tels que . Filtre à poussière 9 (Figure 2 ) .Grilles ou déflecteurs 10 et 11 de répartition et de circulation d' air dans l'enceinte , ou utiliser des portions de parois ou de murs des locaux, cemme élèments constitutifs de l'enceinte 4 ainsi que présenter des dispositions différentes des divers organes, comme le rentra par exemple la figure 2 dans laquelle l'association d'une double paroi avec la disposition des orifices d'entrée et de sertie de l'air dans le coffrage permet de s'opposer à une circulation d'air air non désirée ( en l'absence de commande de l'élément ô ) et due à la différence de densité entre l'air chaud et l'air froid La figure 3 représente le schéma synoptique d'une chaîne de régulation ou e asservisseaent classi- que dans laquelle:: 1 est un organe " d d'affichage n de la teepérature désirée ,traduisant la demande sous farme de signal ou grandeur nécanique , électrique ou autre appelée " information d'entrée " 2 est un dispositif pouvant exister eu non et destiné 9 mediffiter l'infermation d'entrée en fonctien du teeps Les dispositifs t et 2 peuvent ,comme il a été dit , ttre réunis en un seul organe, accessible à l'usager ou non et éventuellement télécommandés. 3 est un organe assurant la température aeblante du lieu considéré , appelé " capteur " et délivrant un signal de même nature que l'organe t ou 2 S est un organe comparant l'information d'entrée 3 celle résultant de la assure de la température 5 est un organe destiné à amplifier si nécessaire le siglal résultant de la precédente comparaison et à cossander l'orcane de réqlace 8 des figures 1 et 2 L association des éléments I à 6 est organisée de manière k ce que la commande de l'organe 8 ré- glant la quantité de chaleur admise dans le local, cesse lersque la température seblante atteint la tes- pérature pregrammée. La figure 4 représente le schéma syneptique d'erganes permettant éventuellement la télécammande à éis tance de la programmation des organes 1 et 2 de la figure 3 et pouvant utiliser les endes hertzien- nes , les lignes téléphoniques , le réseau de distribution d'électricité, etc ,comme il est bien cennu dane la prefessien AVANTAGES DE L'INVENTION Ces avantages résultent du fait qu'il existe une véritable régulation de température dans un lecal délimi- té , entre l'air ambiant et l'organe de réglage du chauffage Cette régulation a un " teops de réaction " rapide en raison de la faible capacité calorifique de l'air et de sa circulation qui peut être farcée (ventilateur, seufflerie ) L'apport d'air chaud peut être dirigé vers les peints froids du lecal L apport de chaleur cesse dès que la teepérature désirée est atteinte Il peut exister une véritable indépendance de régulation entre divers locaux dépendant de la même e Ins- tallatien de chauffage ; et par ailleurs - La température de l'organe fournissant la chaleur à l'ensesble de l'installation eu " chaudière n'est pas critique dès qu'elle est capable de feurnir la quantité de chaleur nécessaire à l'installation dans les conditions les plus sévères - Le débit du fluide véhiculant la chaleur aux éléments d'échanges thereiques eu " radiateurs " n'est pas critique dès qu'il est suffisant Le dimensionnement des "radiateurs " ou organes d'échanges thermiques n'est plus critique, ni leur dispesition par rappert aux conduites véhiculant le fluide eu par rapport k la chaudière La réalisation d'installations compertant un seul conduit do transport do fluide est grandement facilitée comme le montre la figure 5 , en supprimant les délicats problèmes de " by- pass". - Les erganes de réglage et de pregrammatin de la température des divers lecaux peuvent être facilement commandés à distance sans nuire au cenfert dent les paramétres ent été préalablement établis. - Ces organes de réglages peuvent ttre soustraits aux actions locales directes ou tentatives de medifi- cations, sans nuire au confert dent les paramètres ent été préétablis. - L'adaptation d'installations existantes aux conditiens de fonctionnement selen l'invention, est aisée et ne nécessite pas de medification fondamentale. - Il résulte de l'indépendance des réglages des divers lieux , de leur pr@grammatien aisée et du temps de réaction rapide de la régulation , un gain très impe rtant d'énergie sans sacrifier le confert des lieux et locaux durant les périodes d'occupation REVENDICATIONS 1 - Dispositif de perfectionnement des installations de chauffage central, caractérisé en ce qu'il est constitué par un coffrage du ou des éléments chauffants se trouvant dans un local donné, au won de maté- riaux mauvais conducteurs de la chaleur et censtituant une anceinte calerifugée; la dite enceinte compertant un eu plusieurs orifices dits d'entrée d'air air et un eu plusieurs orifices dits de sortie d'air, et la circulation d'air entre les dites entrées et serties étant favorisée ou ontravés par l'action d'un organe de réglage, lui même actienné par un ensemble de régulatien thermique . 2 - Dispesitif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'ergane de réglage de débit d'air entre les entrées et sorties d'air dans l'enceinte est constitué par une soufflerie eu un vantilateur 3 - Dispesitif selen la revendication 1 caractérisé en ce que l'ensemble de régulation thermique comporte un programmateur de la température désirée en fenction de l'heure, du jeur ou de la nuit. 4 - Dispesitif selen la revendication 1 caractérisé ce que l'ensemble de régulation thermique est télécemmandé . 5 - Dispesitif selan la revendication 1 caractérisé en ce que lui même et l'ensemble de régulation sont plembés . S - Dispositif selen la revendication 1 caractérisée en ce qu'il utilise une portion du sel ou des nurs comme paroi constitutive de l'enceinte calerifugée