Brevet FR2466165A1 — publié le 19810327

DE SOR lPTlO N b) La présente invention décrit une régulation utilisable pour commander avec précision, en fonction des besoins de chaleur du local à chauffer, la charge du noyau du ou des accumulateurs électriques durant les heures creuses et la relance éventuelle de celle-ci ou d'une résistance additionnelle pendant les heures pleines. La durée de la charge durant les heures creuses et la relance éventuelle durant les heures pleines sont variables et fonctions d'une part des déperditions thermiques du local à chauffer et d'autre part de la puissance du ou des appareils par rapport aux déperditions de ce local. La charge durant les heures creuses est toujours prioritaire.La régulation proportionnelle intégrée dans le principe commande la restitution de la chaleur par l'inter- médiaire d'un ventilateur à vitesse variable. c) Dans les dispositifs connus de ce genre, la relance de jour de la charge est commandée par un contact d'un thermostat à 2 positions. La première position régule la température de la pièce, la 2ème position, décalée de 10 environ par rapport à la 1ère, relance la charge. Lorsque la restitution de la chaleur n'est plus suffisante pour couvrir les déperditions du local, la température s'abaisse jusqu'à la fermeture du 2ème contact entrainant la charge. Après une période d'inertie, la température du local remonte jusqu'à l'ouverture de la 1ère position du thermostat et le cycle recommence. Ce dispositif présente des relances de jour inopportunes durant les heures pleines. En effet, lors de la remontée de la température en période d'inoc cupation, une relance systématique de la charge est effectuée et ceci jusqu'à ce que la température du local remonte à 190. Les ouvertures de portes ou de fenêtres entrainent également des relances inutiles durant les heures pleines. Ces inconvénients augmentent les coûts d'exploitation du chauffage et rendent l'utilisation du système peu souple ; il est difficilement exploitable lorsque l'utilisateur désire diminuer la température en période d'inoccupation des locaux. Par ailleurs, durant les périodes d'occupation la relance de la charge des appareils n'est effectuée qu'après un abaissement de la température du local.Ceci entraîne une importante inertie au niveau de la restitution de la cha-leur et donc une importante variation de la température de la pièce d'où un gaspillage d'énergie. De plus le système ne permet que difficilement le maintien de la température désirée pour l'utilisateur durant les heures creuses et de toute façon un tel maintien ne permet pas la charge complète des appareils durant ces heures creuses. d) Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients. Dans celui-ci, il est en effet possible de supprimer toutes relances intempestives de la charge des appareils. En effet, une rapide augmentation de la vitesse par un circuit intégrateur commande une temporisation n'autorisant-la relance de la charge qu'en fin de la temporisation. De ce fait, plus l'augmen tation de la vitesse est importante, plus la temporisation sera longue. Par ailleurs, en fonctionnement normal, la relance de la charge du noyau accumulateur est effectuée avant que la vitesse du ventilateur atteint son maximum, donc avant l'abaissement de la température de la pièce. La variation de la température autour de la valeur désirée est donc très faible. e) Voir également la planche 1. figure 1. Le dispositif, objet de l'invention, comporte un pont de mesure constitué d'une sonde de température CTN (A) mesurant la température de la pièce, d'un potentiomètre (B) permettant d'afficher la température désirée, de résistances et d'un interrupteur (C) commandant sur la position (C1) la mise hors gel et (C2) un abaissement de la température durant les heures pleines. Le relais (D) bascule durant les heures creuses (HC) la sonde CTN sur un 2ème pont de mesure définissant le point de consigne de la température de charge en-dessous de laquelle la charge des appareils est effectuée. L'interrupteur (F) permet de sélectionner sur (F1) un maintien et sur (F2) un abaissement de la température de nuit. Les mesures sont transmises par un amplificateur (G) à un régulateur proportionnel (H) pilotant par l'intermédiaire du triac (J) le ventilateur de décharge (K), et à une bascule électronique (L) commandant par I' intermé- diaire du temporisateur (M) du circuit "ET" (N) et "OU" (P) et du triac (O) la relance de le charge du noyau durant les heures pleines. L'interrupteur (V) permet de supprimer cette relance (charge 8 h uniquement sans relance). Durant les heures creuses, la bascule (L1) commande par l'intermédiaire du circuit "OU" (P) du triac (0) le relais de charge du noyau accumulateur. Le dispositif peut être complété éventuellément par un triac (S) et un relais (T) alimentant une résistance additionnelle dans le cas d'une charge du noyau durant 8 heures seulement. Fonctionnement 1. Durant les heures creuses (nuit) - La charge du noyau est commandée par la bascule (L) dès que la température du local s'abaisse en-dessous de 200 environ. La valeur exacte de la consigne de température de charge est fonction du coéfficient d'accumulation des appareils. En fonction de ce dernier, elle peut varier de 170 à210 environ. - La température du local est abaissée durant la nuit à 150 environ. L'interrupteur (F) permet de maintenir durant le temps voulu la tempé rature du local à 0,20 en-dessous de la température de consigne de charge. N.B. : Un apport important de chaleur durant les heures creuses (par une cheminée ou un transfert important de chaleur d'autres pièces) ne permettrait pas au système de charger en priorité le noyau durant la période "heures creuses". En effet, cet apport de calories diminue la déperdition thermique de la pièce et par voie de conséquence la charge. Pour éviter cet inconvénient, il est possible d'associer au système un dispositif de charge fonction de la température extérieure et de la chaleur résiduelle de chaque appareil représenté en pointillé sur la planche 1. (Rep. E). Ce dispositif présente par ailleurs l'avantage de pouvoir fournir un chauffage de base non réglable par l'utilisateur dans l'habitation collective. 2. Durant les heures pleines (jour) La température de la pièce est pilotée par la régulation à bande propor tionnelle (H) agissant par l'intermédiaire du triac (T) sur la vitesse du ventilateur de restitution de chaleur (K). L'utilisateur peut à tout moment afficher la température désirée dans la pièce par l'intermédiaire du potentiomètre (B). La relance de la charge du noyau est effectuée par la bascule (L) réglée au point X de la bande proportionnelle du régulateur. (voir planche 1. figure 2.) L'écart Ax est fonction des caractéristiques des différents appareils à accumulation et en particulier de l'inertie au niveau de la restitution de la chaleur suite à l'enclenchement de la charge. Par ce principe, la relance est anticipée et effectuée avant que la température du local s'abaisse. De ce fait, les variations de température autour de la valeur désirée sont extrêmement faibles. Par ailleurs, pour éviter une relance intempestive de la charge lorsque l'utilisateur augmente la température affichée ou suite à une ouverture de portes ou de fenêtres, la sortie de la bascule (L) est temporisée par l'élément (M). Le temporisateur (M) est pilotée par I' intégrateur (Z). Ce dernier intègre l'augmentation de vitesse et détermine, en fonction de cette dernière, une durée de temporisation variable. II est à noter que la vitesse du ventila teur est fonction des déperditions du local. Si sa vitesse est faible la chaleur accumulée reste importante par rapport aux déperditions. En cas d'abaisse ment de la température de la pièce ou d'augmentation de la température affi chée, la vitesse du ventilateur devient maximum. II en résulte que plus l'écart entre la vitesse initiale et la vitesse maximum était importante, plus la temporisation sera longue. Ce dispositif permet de supprimer toutes les relances intempestives durant la journée et, de ce fait, donne toujours la priorité de la charge durant les heures creuses. f) Le dispositif, objet de l'invention, est utilisable pour la régulation de la charge et de la décharge de tous radiateurs électriques à accumulation. Il s'adapte à toutes les durées des heures creuses. La durée de la charge peut être variable et comprise entre 0 et 24 heures. R EVEN D IC ATIO N S Préambule 1 : Dispositif de régulation pour radiateurs électriques à accumulation permettant de réguler aussi bien-la charge de nuit que la relance de jour des appareils ainsi que la température désirée dans le local à chauffer. Caractéristiques techniques : caractérisé par le fait que par la régulation électronique à bande proportionnelle il est possible d'anticiper la charge du noyau accumulateur avant que la température de la pièce ne s'abaisse en relançant cette dernière à partir d'une vitesse donnée inférieure à la vitesse maximum. La valeur du point de consigne de vitesse entrainant la relance est fonction de l'inertie au niveau de la restitution de la chaleur que présente le type d'appareil utilisé suite à l'enclenchement de la charge du noyau accumulateur. Ceprincipe garantit une variation extrême ment faible de la température par rapport à la valeur désirée par l'utilisateur et contribue donc à une économie d'énergie appréciable. Préambule2 : Dispositif selon la revendication 1. Caractéristiques techniques : caractérisé par le fait que par intégration de l'augmentation de vitesse provoquée par une augmentation de la température affichée ou une élévation brutale des déperditions du local, un circuit de temporisation à durée variable, fonction de cette intégration, verrouille la relance durant le temps déterminé. En effet, plus l'augmentation de vitesse est importante, plus la réserve de chaleur contenue dans I 'accumu lateur permet de couvrir les déperditions durant une période plus longue. Cet avantage permet de supprimer toutes les relances intempestives et inutiles durant la journée suite aux variations des conditions thermiques du local à chauffeur. Préambule 3 : Dispositif selon la revendication 1 Caractéristiques techniques : caractérisé par le fait qu'une 2ème bascule, toujours pilotée par la vitesse du ventilateur, permet d'effectuer une prévision de charge en fonction d'un temps de coupure à prévoir sur l'alimentation électrique de puissance (cas d'une coupure durant les heures de pointe sur les alimentations électriques en moyenne tension). La période d'utilisation de cette 2ème bascule est à programmer avant la coupure en fonction du temps de coupure. Le niveau de la consigne de vitesse entrainant une relance sera également fonction du temps de coupure. Préambule 4 : Dispositif selon la revendication 1. Caractéristiques techniques : caractérisé par le fa-it que lors d'apport calorifique extérieur au système de chauffage durant les heures creuses, il est possible de compléter la régulation de charge des appareils durant ces heures par un dispositif de charge complémentaire fonction de la chaleur résiduelle de chaque accumulateur et de la température extérieure.