Brevet FR2469665A1 — publié le 19810522

La présente invention a pour objet une installation électrique de conditionnement d'air destinée à assurer le chauffage etbou le refroidissement de locaux d'habitation ou à usage domestique. Par suite de l'augmentation sans cesse accrue du prix du pétrole, on cherche actuellement par tous les moyens à écono- miser l'énergie. Or, dans les locaux d'habitation ou à usage domastique une fois qu 'il est mis en route, le chauffage d'une pièce continue à fonctionner, même lorsque les portes ou les fenêtres sont ouvertes, ce qui constitue une perte d'énergie non négligeable. En conséquence, et notamment dans le cas fl'un chauffa ge "tout électrique" il est intéressant de mettre au point un dispositif venant se brancher sur l'installation centrale, pour couper les convecteurs ou autres types d'appareils de chauffage des que l'on ouvre une porte ou une fen8tre de la pièce où ils sont situés. Pour ce, on pourrait envisager d'incorporer un poussoir mécanique dans la menuiserie de chaque ouverture, et placer ces poussoirs en série dans les fils d'alimentation du ou des convecteur(s) de cette pièce. Dans ce cas, lorsque l'on ouvre un battant de la menuiserie (fenêtre, porte ou porte-fenêtre) on coupe le courant d'alimentation du convecteur et le chauffage ne fonctionne plus dans cette pièce. Mais, en dépit de sa simplicité et de ses avantages certains, un tel dispositif présente des inconvénients majeurs, étant donné que, d'une part, la tension secteur (220 Volts) est directement appliquée aux bornes du contact, ce qui pose de gros problèmes sur le plan sécurité, d'autant plus que les appareils de conditionnement et notamment de chauffage reçoivent des inter sites importantes, et, d'autre part, si le contact se détériore en position non commutée, le connecteur n' est plus alimenté et il n'est plus possible de chauffer la pièce en attendant la réparation. En conséquence, pour la sécurité des usagers, il est indispensable de prévoir des contacts alimentés en basse tensior (V 24V) et donc d'utiliser un circuit de commande dissocié de l'alimentation secteur des convecteurs. On pourrait prévoir un dispositif fonctionnant en basse tension à commande électromagnétique, dans lequel le convecteur est commandé par un relais dont la bobine est alimentée en basse tension par l'intermédiaire du contact. Néanmoins, un tel dispositif n'est pas lui non plus susceptible de donner entière satisfaction, étant donné que, comme le dispositif décrit précédemment, si le contact se détériore en position non commutée, le convecteur n'est plus alimenté et il n'est plus possible de chauffer la pièce. Ce dispositif est relativement motteux car il faut un circuit d'alimentation basse tension et de commutation sur chacun des convecteurs. Cela se traduit non seulement par des convecteurs plus motteux, mais également par un coût d'entretien plus important. En outre, comme le circuit basse tension est alimenté à partir de la tension d'alimentation des convecteurs, le transformateur est toujours sous tension. Enfin, il existe depuis peu, des circuits de commande centralisés par une horloge. Le tableau d'alimentation est ainsi équipé d'une horloge commandant séparément ou globalement le fonc- tionnement des appareils de conditionnement, notamment des appareils de chauffage, chaque appareil étant séparément muni d'un thermostat. Or, de telles installations sans horloge dans lesquelles les appareils de conditionnement d'air fonctionnent 24 heures sur 24, ne permettent pas de résoudre tous les problèmes et surtout ne permettent pas d'éviter les pertes d'air traité, de chaleur etc.., lorsque l'appareil fonctionne et qu'une ouverture de la pièce ou du groupe de pièces est ouverte. Cette économie s'applique dans les cas les plus variables, qu'il s'agisse du chauffage ou du refroidissement de l'air. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients, en proposant une installation de conditionnement du type ci-dessus, garantissant la sécurité de l'utilisateur, et qui permette de couper automatiquement le chauffage d'une pièce lorsque l'on ouvre une fenêtre ou une porte communiquant avec l'extérieur1 et ce, en permettant de chauffer néanmoins la pièce, lorsque cette installation est détériorée. A cet effet, la présente invention a pour objet une installation de conditionnement d'air destinée à assurer le chauf fage et/ou le refroidissement de locaux d'habitation ou à usage de bureaux, etc. subdivisés en pièces ou groupes de pièces équipés chacune ou chacune'au moins un appareil de conditionnement d'air, ces appareils étant reliés à une branche d'un circuit prir cipal d'alimentation à plusieurs branches relié à un tableau de commande central, installation caractérisée en ce qu'elle compo te un circuit secondaire d'alimentation en basse tension à plusieurs branches reliées au tableau et associées chacune à une pièce ou groupe de pièces, chaque branche comportant au moins un moyen de détection susceptible de transmettre un signal priori- taire à un organe annexe à commande électronique situé sur la branche correspondante du circuit principal qui en retour coupe l'alimentation du ou des appareils de conditionnement associés à cette branche. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de détection sont des contacteurs susceptibles de détecter l'ouverture et/ou la fermeture des portes ou fenêtres d'une pièce pour envoyer des impulsions aux organes annexes et commarI- der en retour la fermeture et/ou l'ouverture des appareils de con ditionnement de cette pièce. Bien entendu, pour que l'installation puisse fonction- ner de manière valable, il est indispensable qu'un contacteur soit associé à chacune des ouvertures de chaque pièce. Selon une autre caractéristique de l'invention, les organes annexes sont des triacs dont la gachette est alimentée en basse tension par l'intermédiaire du ou des contacteur(s) qui lui est (sont) associé(s). Lorsqu'un triac se détériore, il devient toujours passant et délivre toujours la tension secteur. L'ouverture de la manuiserie correspondante n'ayant plus d'action sur le convecteur, il est donc possible de se chauffer normalement en attendant son remplacement. En outre, la commande électronique présente de nombreux avantages par rapport aux autres systèmes de commande - il n'y a pas de pièce mécaniques o la fiabilité est donc accrue, - la mise sous tension est parfaitement silencieuse, - le prix de revient est faible, - i encombrement est très réduit Selon une autre caractéristique de l'invention, le circuit secondaire est alimenté en basse tension à partir du tableau de commande central, par l'intermédiaire d'un transformateur unique, les contacteurs d'une m8me pièce étant disposés en série sur une branche du circuit secondaire d'alimentation Ainsi, il est possible de rassembler les circuits d'ali- mentation sous un m8me tableau de commande, d'où partent d'une part, les fils d'alimentation des appareils de conditionnement classiques en tension secteur, et d'autre part, les fils de raccord aux contacts de menuiserie. Ainsi, il est possible de réaliser une installation annexe s'intégrant parfaitement à l'installation électriqùe du local. Bien entendu, dans le cas d'une pièce comportant plu- sieurs appareils de conditionnement et plusieurs ouvertures, la commande de l'une des ouvertures doit concerner 1'ensemble des appareils de conditionnement ; en conséquence, il est indispensable de mettre les contacts de portes ou de fen8tres en série et les convecteurs en parallèle, et due prévoir un triac capable de tenir la puissance de chauffe globale de cette pièce. Selon une autre caractéristique de l'invention, les contacteurs sont constitués par des ampoules à lamelles de contact associées à un aimant, permettant ainsi d'améliorer nettement la fiabilité de l'installation Dans le cas d'une fen8tre, et de façon préférentielle, l'ampoule est placée dans la traverse supérieure du dormant et l'aimant est encastré en regard sur l'ouvrant ne comportant pas de crémone afin d'assurer la coupure du chauffage même si l'on n'ouvre qu'un seul battant. L'encembrement réduit de ce type de contact permet une installation très facile sur tous les modèles de menuiserie existants. Selon une autre caractéristique de l'invention, les branches du circuit secondaire sont reliées à un système d'alarme antivol alimenté en basse tension à partir du tableau de commande central et du transformateur du circuit secondaire d'alimentation. Tout système allant du plus simple au plus sophistiqué peut autre envisagé (temporisation, mise en mémoire, etc..) L'alarme étant déclenchée par rupture de contact au niveau d'une fenêtre ou d'une porte, elle retentit également si l'on coupe les fils du contact s c'est une sécurité qui est loin d'être négligeable. En conséquence, les circuits de coupure de chauffage et le circuit d'alarme peuvent être rassemblés à partir du tableau de commande central. Une commutation automatique sur piles à la manoeuvre du contacteur d'alarme permet une surveillance du local, mme en cas de rupture volontaire ou non du courant (ab- sence prolongée ou grève EDF par exemple) Les extensions possibles de l'installation décrite cidessus sont multiples > la description a été faite, en prenant exemple d'un chauffage électrique, mais, sans sortir du cadre de 18 invention, on pourrait commander une électrovanne avec une telle installation, et par conséquent, l'étendre à tous les type de chauffage.Par ailleurs, il est également possible de commander un appareil électrique quel qu'il soit par ce système (point lumineux par exemple). Dans tous les cas, le système permet de profiter de la basse tension au niveau des contacts et par conséquent d'assurer une sécurité absolue en ce qui concerne l'utim lisateur. L'installation qui fait l'objet de l'invention sera décrite plus en détail, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement un exemple d'appartement muni d'une installation électrique selon l'invention, - la figure 2 représente le schema électrique d'une installation selon l'invention ne comportant pas de système d'alarme annexe, - la figure 3 représente un schéma électrique simîlair à celui représenté sur la figure 2, sur lequel on a branché un systèrne d'alarme, - la figure 4 représente un exemple d'obtention de la basse tension utilisée à partir de la tension secteur L'exemple d'installation représenté sur la figure 1 concerne une installation de chauffage central d'un appartement type, se composant d'un séjour Ae de quatre chambres B, C, D, E, d'une cuisine F, de deux salles de bains G et H, ainsi que d'une entre I Ces pièces sont toutes munies d'une fenêtre donnant sur l'extérieur b, c, d. mis à part le séjour qui comporte deux fenêtres a, a' et l'entrée qui comporte une porte i. Par ailleurs, toutes ces pièces sont munies d'un appareil de conditionnement d'air RI, R2, R3, R4 .RlO Le séjour A comporte deux appareils de conditionnement Rl et R8. Les appareils de conditionnement R1 à R10 sont alimenté tés en courant secteur à partir d'un circuit principal d'alimenté tation à plusieurs branches rl, r2, r3, r4, r5, r6, r7, r9 et rlO, dont chacune assure l'alimentation des appareils R1..R10 de l'une des pièces. Ce circuit principal d'alimentation ri est commandé en fonction de la température externe et de la température souhaitée d'un tableau de commande central I. Comme on le verra plus en détail dans la suite de cet exposé, chacune des branches d'alimentation r1..r10 comporte un organe annexe T représenté schématiquement sur la branche r3 qui, en réponse à un signal prioritaire de commande indiquant l'ouver- ture de l'une des portes ou fenêtres a...i, est susceptible d'agir sur une branche correspondante rl...r10, pour couper l'ali- mentation du ou des appareil(s) R1...R10 qui lui est (sont) as souciés Pour ce, chacune des ouvertures a...i est munie d'un contacteur 1, 2t 3...10, sensible à l'ouverture de la porte ou de la fenêtre qui lui est associée, pour appliquer, par exemple, pour la fen8tre c une tension représentée schématiquement par la flèche X à l'organe annexe T placé sur la branche r3 d'alimentation de l'appareil de conditionnement R3 de la pièce C dans laquelle est placée l'ouverture c. Comme on le verra plus en détail dans la suite de cet exposé, les organes annexes T sont constitués par des triacs dont la gachette est alimentée en basse tension par l'intermédiaire du ou des contacteur(s) 1, 2...10 qui lui est (sont) associé(s) Par ailleurs, les contacteurs 1, 2...10 sont alimentés en basse tension à partir d'un circuit secondaire d'alimentation à plusieurs branches sl, s2, s3, s4, s5, s6, s7, s9, s10, dont chacune assure l'alimentation en basse tension des contacteurs 1, 2,...10 de l'une des pièces. Ce circuit de commande sl, s2.. s10 est alimenté en basse tension à partir d'un tableau de commande Il branché sur le tableau de commande I du circuit princi pal d'alimentation. Dans le cas d'une pièce comportant plusieurs contas teurs, comme par exemple la pièce A, il est indispensable que la commande de l'une des ouvertures a, a' concerne l'ensemble des appareils de conditionnement Ri et R8. Dans ce cas, il est in dispensable de mettre les contacts 1 et 8 en série sur la branche sl. En conséquence, le circuit représenté sur la figure fonctionne de manière très schématiquement, de la manière suivante, par exemple dans le cas de la pièce C C ; lorsque l'on ou- vre la mettre c, le contacteur 3 alimenté en basse tension à partir de la branche s3 applique une tension X à l'organe T qui coupe alors le courant principal dans la branche r3, et donc par suite l'appareil de conditionnement R3. Le fonctionnement du dispositif général décrit en se référant à la figure 1, est explicité sur la figure 2, représentant le schéma de montage d'une installation correspondant uniquement dans un but simplification, à l'entrée I de la chambre B et le séjour A. Selon la figure 2, les branches rl, r2, r7 du circuit principal d'alimentation des appareils de conditionnement Rl, RS, R2, R7 comportent des triacs Tl, T2, T7 dont les gachettes sont alimentées par le courant basse tension Va passant dans les branches sl, s2, s7 du circuit d'alimentation par l'intermédiaire de résistances R et des contacteurs 1, 8, 2 et 7, En conséquence, et si l'on prend l'exemple de la pièce B, lorsque le contacteur 2 est fermé, la gachette du triac T2 est alimentée par Va par l'intermédiaire de la résistance R. Elle se trouve ainsi parcourue par un courant suffisant pour déclencher ce triac, et donc, le circuit de puissance du triac étant commuté l'appareil de conditionnement R2 placé en série dans l'anode du triac est alimenté par la tension secteur et le conditionnement fonctionne Au contraire, dès que l'on ouvre la fenStre b, le contacteur 2 coupe l'alimentation de la gachette et le triac se bloque. L'appareil R2 nest donc plus sous tension et le c-haufo fage s'arrête. De la même façons dans le cas de la pièce A, les con tacteurs 1 et 8 correspondant aux ouvertures a et au sont placés en série sur la branche sl et donc, il suffit qu'unie seule de ces ouvertures a, a' soit ouverte, pour que la gachette du triac T1 ne recoive plus de courant et que le triac T1 se bloque, arr e- tant par suite le chauffage des convecteurs Rl et R8. Les triacs Tl, T2, T7 sont protégés par des résistances Rb et des condensateurs C placés en dérivation à leur bornes pour limiter leur dv/dt. Par ailleurs, les branches sl, s2, s7 d'une part et rl, r-2, r7 d'autre part, sont reliées par des résistant ces Ra permettant d'éviter un déclenchement éventuel des triacs Tl, T2, Tî par suite des parasites. Selon la figure 3, on a bran- ché sur le circuit décrit précédemment, un système d'alarme basé sur les contacteurs 1, 8, 2, 7 se trouvant sur les ouvertures a, a', b et l des pièces A, B et C. Pour ce, on a ajouté en dérivation sur les branches du circuit d'alimentation secondaire sl, s2 et s7, des branches annexes tl, t2, et t7 portant des diodes Zener Z, elles-mêmes branchées sur la gachette d'un thyristor Ty placé dans le circuit d'alarme qui sera décrit plus en détail dans la suite de cet exposé, soit directement dans le cas des branches tl et t2 correspondant aux ouvertures a, a', b soit indirectement dans le cas de la branche t7 qui est reliée à la porte d'entrée i. En effet, il est nécessaire-que le propriétaire du 10- cal sur lequel est branché le signal d'alarme, dispose d'un cer tain temps de temporisation, pour brancher ce signal avant de fermer la porte, et, lorsqu'il pénètre dans le local pour le dé- brancher. Selon la figure 3, le dispositif d'alarme est branché directement sur la basse tension Va qui alimente également le circuit secondaire d'alimentation. Il fonctionne de la façon suivante lorsque les contacteurs 1, 8, 2 et 7 et donc les ouver- tures a, a', b, i sont fermés la tension régnant ase bornes des résistances Ra est inférieure à la tension de Zener de trois diodes Z qui sont prévues sur les branches ti, t2 et t7. En conséquence, ces diodes sont bloquées et la gachette G du thyristor Ty du circuit d'alarme ne reçoit aucun courant, et donc le thyristor n'est pas alimenté. Par contre, si l'on ouvre une ouverture a, a' ou b, la gachette des thyristors T1 ou T2 n'est plus alimentée, et la tension existant aux bornes de la résistance Ra devient superieu à la tension de Zener de la diode Z correspondante qui devient passante, et donc, à ce moment le courant passe dans une des branches tl ou t2 et, la gachette G du thyristor Ty se trouve alimentée, déclenche ce thyristor et par suite l'alarme se produi Des diodes complémentaires D sont branchées en série avec les diodes Z sur les branches tl et t2, pour permettre d'isc ler chacun des circuits, et donc de pouvoir attaquer communément la gachette du thyristor Ty sans interaction d'un circuit sur 1e autre Par ailleurs, de la m8me façon, lorsque laon ouvre la porte d'entrée i, la tension apparaissant aux bornes de la régis tance Ra placee entre les branches r7 et s7 est supérieure à la tension de Zener de la diode Z placée sur la branche t7 et donc, cette diode Z devient passante, et est susceptible de charger un condensateur C1 puis d'amener ensuite la tension prélevée à ses bornes sur la base du transistor Tr dont l'émetteur attaque la gachette du thyristor Ty pour le rendre passant et déclencher l'alarme. Ainsi, on obtient, pour la porte i une temporisation permettant de laisser au propriétaire du local le temps d'agir sur l'alarme lorsqu'il veut y rentrer ou en sortir. Une résistance Rc et un condensateur C2 protégent le thyristor Ty pour éviter le déclenchement intempestif de l'alar- me sous l'effet d'éventuels parasites ; une diode Dl placée en parallèle sur l'alarme, qui est elleXmEme alimentée par la basse tension Va permet de la protéger Le contacteur d'alarme est un inverseur AM qui permet la décharge rapide du condensateur au travers d'une résistance Rd sur position arret et assure par conséquent une durée de temporisation stable Selon la figure 4, la tension Va est obtenue grSce à u transformateur Tra dont la tension secondaire est redressée lors de la mise en route du dispositif d'alarme, l'alimentation est automatiquement commutée sur pile ou sur accumulateur, éven tuellement A titre d'exemple, on pourra utiliser pour les schémas représentés sur les figures 2, 3 et 4, les composants représentés sur le tableau en annexe Ainsi, l'installation, objet de l'invention permet de rassembler les circuits de coupure de chauffage, ainsi que le circuit alarme au sein d'un dispositif directement branché sur le tableau de commande central et comportant d'une part des fils Si de raccord aux contacteurs et le départ du fil d'alimentation de l'alarme de autre part. Une commutation automatique sur pile à la manoeuvre du contacteur d'alarme permet une surveillance de l'habitation même en cas de rupture volontaire du courant (absence prolongée, ou grève EDF par exemple). L'ensemble de la commande de l'installation peut entre monté sur circuit imprimé en verre epoxy d'encombrement n'exédant pas 150 X 80 X 60 pour une dizaine de circuits indépendants. T A B L E A U Va tension d'alimentation 6 V continu R résistance couche carbone 180# 1/2 w Ra " " " 180# 1/2 W Rb " " " 100# 1/2 W C condensateur 0,1 F 250 V T2 & r7 triac 10 A , 400 V T1 triac 25 A , 400 V Z diode Zener BZX 75 C 2,1 V D diode 1 N 400I TY thyristor C 103 YY (GE) résistance couche Rc 47# 1/2 W carbone C2 condensateur plaquette 1000 F Tr transistor NPN BC 109 B Re résistance couche 5,6 K 1/2 W condensateur C1 1000 F 10 V électrochimique Rd résistance couche carbone 47# 1/2 w Tra transformateur 220 - 6 V 10 VA env Dr diode 1 N 4001 Cf condensateur de filtrage 1000 F 10 V R E V E N D I C A T I O N S 10) Installation de conditionnement d'air destinée à assurer le chauffage et/ou le refroidissement de locaux d'habitation ou à usage de bureaux, etc. subdi.visés en pieces ou groupes de pièces équipés chacune ou chacun dçau mornes un appareil de conditionnement d'air, ces appareils étant reliés à une branche deun circuit principal d'alimentation à plusieurs branches relié à un tableau de commande cen trait installation caractérisée en ce quelle comporte un circuit secondaire d'alimentation en basse tension à plusieurs branches-reliées au tableau et associées chacune à une piece ou groupe de pièces, chaque branche comportant au moins un moyen de détection susceptible de transmettre un signal prioritaire à un organe annexe à commande électronique situé sur la branche correspondante du circuit principal qui en retour coupe l'alimentation du ou des appareils de conditionnement associés à cette branche. 2 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de détection sont des contacteurs susceptibles de détecter l1ouverture et/ou la fermeture des ouvertures d'une pièce pour envoyer des impulsions aux organes annexes et commande en retour la fermeture et/ou l'ouverture des appareils de conditionnement de cette pièce. 30) Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un contacteur-est associé à chacune des ouvertures de chaque pièce. 4 ) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les organes annexes sont des triacs dont la gachette est alimentée en basse tension par l'intermédiaire du ou des contacteurs(s) qui leur est (sont) associé(s). 5 ) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le circuit secondaire est alimenté en basse tension à partir du tableau de comma-nde central par l'intermédiaire d'un transformateur unique, les contacteurs d'une même pièce étant disposés en série sur une branche du circuit secondaire d'alimentation. 60) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les contacteurs sont constitués par des ampoules à lamelles de contact asso ciées a un aimant. 70) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les branches du circuit secondaire sont reliées à un système alarme antivol alimenté en basse tension à partir du tableau de commande central et du transformateur du circuit secondaire d'alimen- tation par une combinaison logique OU