Brevet FR2470933A1 — publié le 19810612

L'invention se rapporte à un circuit de réglage de la température de l'eau d'une chaudière à foyer à brûleur d'une installation de chauffage comprenant des corps de chauffe commandés par robinet ou vanne -et raccordés à un système de conduits d'alimentation et de reflux de l'eau de chauffage. La température de l'eau de la chaudière des chauffages centraux de l'art antérieur est réglée à une valeur constante qui n'est en général pas supérieure à 950C et qui est comprise la plupart du temps entre 70 et 850 C. Par ailleurs, pour obtenir un réglage de température de l'eau d'alimentation qui soit fonction de la température extérieure avec cette température constante de l'eau de la chaudière, un mitigeur commandé par un capteur correspondant de la température extérieure permet un mélange de l'eau de reflux et de l'eau d'alimentation aux débits partiels nécessaires pour obtenir chaque température prédéterminée de consigne.L'inconvénient de ce réglage est que, lorsque l'installation est aussi utilisée pour la production d'eau chaude, ce qui est la règle générale, il se produit de fortes pertes pendant les interruptions de service pendant les périodes transitoires et en particulier en été. Un principe connu destiné à réduire ces pertes élevées pendant les interruptions de service consiste à brancher sur le brûleur des commandes dites proportionnelles qui, de leur côté, provoquent un abaissement de la température de l'eau de la chaudière en fonction de la température extérieure à une valeur minimale qui en général n'est pas inférieure à 350C, ce montage constituant également un circuit prioritaire qui garantit l'apport de chaleur nécessaire à la production de l'eau chaude.Cette commande proportionnelle spéciale élève le prix du dispositif de réglage et comme d'habitude le mitigeur est commandé en fonction de la température extérieure avec pour inconvénient qu'il faut un câblage séparé de connexion pour le capteur de la température extérieure sans qu'il soit possible de tenir compte aussi par exemple du rayonnement solaire que reçoit le bâtiment ou des effets du vent sur le circuit du capteur de température et en conséquence la réduction ou l'élévation correspondante de la consommation de chaleur par les bâtiments ne peut donc pas faire l'objet dans ces circonstances d'un réglage direct. Ces commandes ont de plus l'inconvénient qu'après une réduction à laquelle il a été procédé pendant la nuit, elles n'assurent le chauffage des pièces pour les porter à la température voulue de consigne qu'avec un très grand retard lorsqu'aucun chauffage rapide spécial, qui élève le prix de la commande, n'est prévu. L'invention a donc pour objet un circuit de réglage d'une installation de chauffage tel que spécifié dans le préambule, qui élimine ces inconvénients ainsi que d'autres des chauffages centrauxde l'art antérieur, qui est capable d'assurer à relativement peu de frais une approximation étroite à la quantité de chaleur réellement nécessairepourun bâtiment et qui contribue ainsi à faire une grande économie correspondante d'énergie de chauffage. Selon une particularité essentielle du circuit de réglage de la température de l'eau d'une chaudière à foyer à brûleur d'une installation de chauffage du type tel que spécifié dans le préambule, une différence entre les températures de l'eau d'alimentation et de l'eau de reflux du circuit de chauffage est formée et augmentée de la valeur minimale d'une courbe de chauffage se rapportant aux bâtiments et tracée pour les températures de l'eau d'alimentation et de l'eau de reflux en fonction de la température extérieure, cette différence étant par ailleurs comparée avec la température d'alimentation de l'eau du circuit de chauffage pour la commande de l'enclenchement et de l'arrêt du brûleur. Conformément à l'invention, le réglage d'une température constante de l'eau de la chaudière qui était effectué jusqu'à présent est donc abandonné à la faveur d'un réglage variable en fonction de la quantité momentanée de chaleur qui est nécessaire au bâtiment et qui est pres cri te par une courbe de chauffage prédéterminée pour ce bâtiment. I1 est tenu compte du tracé de cette courbe de chauffage dans le mode d'exécution du régulateur proprement dit qui prépare les grandeurs de réglage nécessaires pour le brûleur et cette courbe prédéterminée de chauffage étant déjà établie en tenant compte d'une relation avec la température extérieure, il ne faut en conséquence aucune mesure séparée de la température extérieure pour la commande de l'enclenchement et de l'arrêt du brûleur qui résulte de cette grandeur de réglage. I1 est en conséquence possible de renoncer à l'installation d'un capteur spécial de la température extérieure ainsi qu'à celle d'un mitigeur particulier, ce qui réduit en conséquence le prix de revient. D'autres avantages et particularités judicieuses de l'invention sont spécifiés dans les revendications. Un exemple de réalisation de l'invention va être décrit en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est un schéma d'une installation de chauffage équipée d'un circuit selon l'invention de réglage de la température de l'eau de chaudière ; et - la figure 2 est un graphique représentant une courbe de chauffage qui est fixée au préalable dans ce circuit pour le réglage de la température de l'eau de la chaudière en fonction de la température extérieure. Le schéma de la figure 1 représente une installation de chauffage selon un mode de réalisation classique, comprenant une chaudière centrale 1 dont le foyer est constitué par un brûleur 2 à gaz ou à mazout. Un système 3 d'alimentation et un système 4 de reflux de l'eau de chauffage sont raccordés à la chaudière 1 et forment un circuit fermé passant par les différents corps de chauffe 6 et dans lequel une pompe 5 maintient la circulation. Une vanne ou un robinet 7 à thermostat monté dans chaque conduit 3' de raccord d'un corps de chauffe 6 au système 3 d'alimentation commande l'arrivée de l'eau d'alimentation au corps de chauffe correspondant en fonction de la chaleur nécessaire à la pièce dans laquelle ce corps de chauffe est installé.Par ailleurs, un conduit secondaire sur lequel est montée une vanne de décharge 8 relie le systhème d'alimentation 3 au système de reflux 4, ce conduit secondaire pouvant être coupé par des robinets d'arrêt 9 et 10 montés sur le système d'alimentation 3 et le système de reflux 4 du côté des corps de chauffe 6. La chaudière 1 est équipée d'un premier capteur 11 de mesure de la température de l'eau d'alimentation et d'un second capteur 12 de mesure de la température de l'eau de reflux. Les deux capteurs 11 et 12 sont connectés par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique-numérique 13 à une microcalculatrice 14 équipéed'un clavier d'entrée 15 permettant de déclencher les différentes opérations de calcul, d'un interrupteur à minuterie 16 destiné à permettre un réglage en fonction du temps et d'un appareil d'affichage 17 permettant d'observer les différentes données qui ont été déterminées par la microcalculatrice 14. La calculatrice 14 comprend un circuit de formation d'une différence entre les valeurs numériques, obtenues à l'aide du convertisseur analogique-numérique 13, de la température de liteau d'alimentation mesurée par le capteur 11 et de la température de l'eau de reflux mesurée par le capteur 12. La calculatrice comprend par ailleurs un circuit-pouvant être sélectivement branché et coupé au moyen du clavier d'entrée 15 et destiné à multiplier la différence ainsi formée par un facteur d'amplification pour des commandes du brûleur 2 qui diffèrent pendant le jour et la nuit. Ce facteur d'amplification peut avoir par exemple pour la commande de jour une valeur triple de celle du facteur de multiplication sur laquelle est basée la commande de nuit. La microcalculatrice 14 comprend par ailleurs un circuit d'addition qui augmente le produit, formé par le circuit multiplicateur, de la différence des mesures des températures de l'eau d'alimentation et de l'eau de reflux par ce facteur de multiplication de la valeur minimale tirée d'une courbe de chauffage se rapportant au bâtiment, donnant les températures de l'eau d'alimentation et de l'eau de reflux en fonction de la température extérieure et pouvant correspondre par exemple au tracé représenté sur la figure 2. Le préalable sur lequel est fondée cette courbe de chauffage selon la figure 2 et qui est établi en concordance avec les chauffages centraux classiques est que la chaudière donnant sa pleine puissance de chauffage doit permettre à l'eau d'alimentation d'atteindre une température maximale par exemple de 900C pour une température extérieure de -200C, tandis que, par ailleurs, pour une température extérieure de +200C, il ne faut qu'une température minimale de l'eau d'alimentation, par exemple de 300C.En admettant un écart de température de 200C permettant à l'eau de reflux d'atteindre une température de 700C pour la température maximale de 900C de l'eau d'alimentation lorsque les vannes ou robinets 7 à thermostat de tous les corps de chauffe 6 d'un bâtiment sont totalement ouverts, il est évident qu'il n'est pas nécessaire que la différence entre les températures de l'eau d'alimentation et de l'eau de reflux atteignent la même valeur pour toute température extérieure plus élevée et bien au contraire il faut considérer qu'il suffit que cette différence de températures se réduise linéairement de manière qu'elle n'existe plus pour une température extérieure de +2006. L'écart représenté sur le graphique de la figure 2 entre les deux éléments de courbe 18 et 19 donnant les températures de l'eau d'alimentation et de l'eau de reflux peut se déterminer en rapport avec le bâtiment d'après les corps de chauffe 6 et leurs robinets ou vannes 7 à thermostat et il en est donc tenu compte dans l'établissement du circuit d'addition de la microcalculatrice 14 de manière que la valeur minimale de 30"C soit additionnée à la différence des températures de l'eau d'alimentation et.de l'eau de reflux augmentée d'un certain facteur d'amplification de manière à obtenir ainsi une consigne de la température de l'eau de la chaudière 1 d'après la valeur de laquelle la commande du brûleur 2 est ajustée. La microcalculatrice 14 comprend par ailleurs un circuit comparateur de la consigne ainsi obtenue, qui représente la grandeur de référence déterminante du circuit de réglage, avec la température de l'eau d'alimentation mesurée par le capteur 11 et qui forme alors la grandeur réglée déterminante de ce circuit. La divergence déterminée par cette comparaison donne la grandeur réglante du circuit de réglage qui est dépouillée pour la commande de l'enclenchement ou de l'arrêt du brûleur 2 par l'intermédiaire d'un relais de commutation 20, la commande étant effectuée de manière que, lorsque la grandeur réglante a une valeur positive obtenue lorsque la consigne dé la température de l'eau d'alimentation est supérieure à sa valeur réelle, c'est-à-dire lorsque la grandeur de référence est supérieure à la grandeur réglée, le brûleur soit enclenché. Le brûleur est ensuite mis hors service lorsque cette grandeur réglante atteint une valeur négative, donc lorsque la grandeur de référence est inférieure à la grandeur réglée. Le circuit peut être réalisé de manière qu'il ait une hystérésis de commutation de l'ordre par exemple de 3 afin d'éviter des déclenchements trop fréquents du brûleur. Le circuit peut par ailleurs aussi être réalisé de manière que la formation de cette grandeur réglante ne soit répétée périodiquement qu'à certains intervalles de temps qui correspondent par exemple au temps de passage de l'eau de chauffage dans le circuit afin d'éviter toute surrégulation pendant une période de chauffage. La microcalculatrice 14 peut aussi assurer des commandes différentes du brûleur pendant le jour et la nuit. I1 est possible aussi d'obtenir ainsi une commande prioritaire pour la production d'eau chaude, par exemple sur la base de l'hypothèse que la température de l'eau de la chaudière est réglée à une valeur constante, par exemple de 650C, au moins pendant la durée de la production d'eau chaude. L'appareil 17 qui est commandé par la microcalculatrice 14 permet par exemple l'affichage des différentes températures de l'eau, de la t=pérature des gaz d'échappement et de la consommation de mazout ou de gaz parle brûleur, ces différents affichages étant présélectionnables à l'aide du clavier 15 d'entrée. Le circuit de réglage pourrait aussi être réalisé à l'aide de composants analogiques au lieu de l'être sous forme de la microcalculatrice et des appareils périphériques auxquels elle est connectée. REVEND ICAT IONS 1. Circuit de réglage de la température de l'eau d'une chaudière à foyer à brûleur d'une installation de chauffage comprenant des corps de chauffe commandés par vannes ou robinets et raccordes à un système d'alimentation et de reflux de l'eau de chauffage, caractérisé en ce qu'il flSiste essentiellement à former une différence des températures de l'eau d'alimentation et de l'eau de reflux, à augmenter cette différence de la valeur minimale d'une courbe de chauffage se référant au bâtiment et tracée pour les températures de l'eau d'alimentation et de l'eau de reflux en fonction de la température extérieure et à comparer cette différence avec la température de l'eau d'alimentation pour la commande de l'enclenchement et de l'arrêt du brûleur. 2. Circuit de réglage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la différence formée pour la commande du brûleur pendant le jour à l'aide des températures de l'eau d'alimentation et de l'eau de reflux subit une amplification qui est différente de celle qu'elle subit pour la commande pendant la nuit. 3. Circuit de réglage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'amplification de la différence des températures de l'eau d'alimentation et de l'eau de reflux est variable. 4. Circuit de réglage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la valeur minimale et/ou la valeur maximale de la courbe de chauffage est variable. 5. Circuit de réglage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la formation de la différence des températures de l'eau d'alimentation et de l'eau de reflux est exécutée périodiquement à intervalles de temps correspondant au temps de passage de l'eau de chauffage dans le circuit. 6. Circuit de réglage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la valeur minimale de la courbe de chauffage est réglée à une température de l'eau d'alimentation de 300C i 5 0C pour une température extérieure de 200C et une température de l'eau de reflux de 300C. 7. Circuit de réglage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la valeur maximale de la courbe de chauffage est réglée à une température de l'eau d'alimentation de 900C + 50C pour une température extérieure de -200C et pour une température de l'eau de reflux de 700C.