Brevet FR2483724A1 — publié le 19811204

La presente invention concerne la régulation par délestage en particulier d'une installation de chauffage électrique par radiatcurs. Le but de l'invention est de proposer un dispositif ayant pour fonction d'éviter toute surconsommation d'anergie électrique tout en assurant un chauffage optimal. A cet effet, l'invention a pour objet un proce- dé de régulation Far délestage d'une installation, notamment de chauffage électrique par radiateurs, caractérisé en ce qu'il consiste à diviser les radiateurs en au moins deux groupes alimentes à partir d'une même ligne électrique, à détecter le dépassement par l'intensité du courant éleetri- que d'alimentation desdits radiateurs d'un seuil prédéterminé réglable et, dès la détection du dépassement dudit seuil, mettre hors service tous les groupes de radiateurs ou seulement certaines, à tour de rôle, pendant un temps prdéter- mine réglable pour chaque groupe, puis à remettre en service la totalité des radiateurs et eventuellement à recommencer le cycle de délestage si ledit dépassement de seuil persiste. L'invention concerne également un dispositif de délestage pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, associé à une installation de chauffage électrique comportant un nombre déterminé de radiateurs, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur délivrant un signal proporticnnel à l'intensité du courant circulant dans la ligne d'alimentation desdits radiateurs, un déclencheur à seuil relié au capteur et susceptible de délivrer un signal lorsque le signal fourni par le capteur atteint ou dopasse un seuil prédéterminé réglable, un premier dispositif de commande temporisée interposé entre le déclencheur à seuil et un premier groupe sélectionné de radiateurs et susceptible de commander la mise hors service durant un temps prédéter- mine réglable dudit premier groupe de radiateurs,et un second dispositif de commande temporisée interposé entre le déclencheur à seuil et un second groupe sélectionné de radiateurs et susceptible de commander la mise hors service dudit second groupe de radiatcurs durant un temps prédter- mine réglable à compter sensiblement de la fin du temps de mise hors service dudit premier groupe de radiateurs. Les radiateurs sont, par exemple, répartis dans les diverses pièces d'un local d'habitation et la durée d'un cycle de délestage (laps de temps entre le début de la mise hors service provisoire du premier groupe de radiateurs, dans le cadre de l'application ci-dessus, et la fin de la mise hors service du second groupe) est de l'ordre de quelques minutes de sorte qu'en cas de délestage répétitif et prolongé, on évite les écarts de température d'une pièce à l'autre qui seraient provoqués par la coupure trop longue d'un ou de plusieurs radiateurs. Une telle application est une mise en oeuvre dans sa version la plus simplifiée du procédé selon l'invention. I1 est évident que le dispositif de délestage cidessus peut etre appliqué à un groupe de radiateurs supe- rieur à deux puisqu'il suffit de prévoir autant de circuits de commande temporisée que de groupes de radiateurs, les divers circuits étant excités sequentiellement suivant un cycle dout la durée totale et la durée des différentes phases sont réglables à volonté. De même, le dispositif ci-dessus peut etre incorporé à une installation de programmation de chauffage plus sophistiquée. C'est d'ailleurs dans une telle application que va etre décrite maintenant l'invention en regard des dessins annexés sur lesquels - Fig. 1 représente le schéma général d'une installa tion de chauffage électrique 2 programmation équipée d'un dispositif de délestage conforme à l'invention, et - Fig. 2a et 2b représentent le schéma électrique dé taillé du dispositif de délestage. L'installation représente de manière schémati- que sur la Fig. 1 comprend un certain nombre de radiateurs électriques alimentés en parallèle à partir d'une ligne électrique commune L. Dans un but de simplification, on a représenté seulement quatre radiateurs R1 à R4, les radiateurs R1 t R 2 faisant partie d'une première zone dite zone 1 et les deux autres, R3 et R, faisant partie d'une zone 2, le délestage dans l'installation représentée etant effectue uniquement sur les radiateurs R de la zone 1 et R h de la zone 2. Cette répartition est bien entendu purement conventionnelle car une phase de délestage peut s'opérer sur la totalité ou une partie des radiateurs d'une zone de chauffage déterminée cu, au contraire, sur un groupe de radiateurs repartis dans différentes zones de chauffage. A chaque radiateur R1 à R4 est associé un programmateur thermostatique, respectivement Th1 à Thh-, avec sa borne d'entrée de commande Pg1 à Fgh. L'installation de la Fig. 1 comporte un ensemble programmateur-délesteur symbolisé en 1, les éléments constitutifs de cet ensemble étant groupes dans un coffret. Cet ensemble comprcnd un capteur constitué par un transformateur d'intensité 2 disposé sur l'un des conducteurs (de préférence le neutre) de la ligne L. Le secondaire du transformatour 2 est connecte un délesteur proprement dit 3 dont le schéma interne est représenté sur les Fig. 2a et 2b. Puisqu'il y a deux ones de chauffage, Z1 et Z2, le délesteur 3 comporte deux sorties reliées chacunes à un relais affecte à l'une des zones Z1,Z2. On n'a représenté sur la Fig. 1 que le contact 4 commande par l'un des relais et affecté à la zone Z1,et le contact 5 commandé par l'autre relais et affecté à la zone Z2. On a représenté par a1 à f1 un certain nombre de bornes de sortie de l'ensemble programmateur-délesteur 1 destinées à etre reliées par des fils pilotes à différents radiateurs de la zone Z1. De même, les bornes de sortie a2 à f2 sont affectées à la zone Z2. Dans la zone Z1, le radiateur R1 n'étant pas détestable sera connecté par s borne Pg1 à la borne a1; par contre, le radiateur délestable R2 sera connecté par sa borne Pg2 à la borne de délestage d1. De meme, Pg3 sera relié à la borne a2 et Pgh à la bornc de délestage d2. Si les zones Z1 et Z2 comportaient d'autres seraient radiateurs, ces derniers/reliés de la meme manière aux autres bornes de sortie de l'ensemble programmatcur-délesteur 1. Les signaux fournis par l'ensemble 1 aux radiateurs sont prélevés sur la ligne L par l'intermédiaire d'un poct diviseur 6 à résistances. L'installation représentée permet quatre allure res de chauffage pour chacune des deux zones Z1,Z2. L'une dite automatique (A), et les trois autres dites impératives et symbolisées par -N (allure normale), par E (allure econo- mique)-et par H.G (fonctionnement en hors-gel). A cet effet, un sélecteur de programmation (S1 et S2) est affecté à chaque sone Z1, Z2 et permet d'afficher l'une des quatre positions de commande d'allure A,N,E, H.G pour chacune les zones. Les positions A sont reliées chacune à un contact mobile (7 et 8 respectivement) commandé par une horloge à quartz à réserve de marche (H1 et H2, respectivement). Chaque horloge H1 et H2 est susceptible de relier la borne 1, soit à la borne 9 (fonctionnement normal), soit à la borne 10 (fonctionnement économique). Les positions N et E sont reliées bien entendu aux bornes 9 et 10 respectivement et les positions H.G à la borne il (fonctionnement en hors-gel). On a figuré, à côté des bornes Ç à 11, la forme des signaux prélevés sur le secteur et mis en forme par des diodes appropriées. Les deux horloges n1 et H2 et les deux sélec- teurs S1 et S2 sot disposés côte à côte sur la face froniale du bottier du programmateur-délesteur 1. Le schéma interne du délesteur 3 est représen- té en détail aux Fig. 2a et 2b. Ce délesteur comprend un intégrateur 12 relié par un filtre 13 au transformateur d'intensité 2. L'intégrateur sert, associé au filtre 13, à éliminer toute surintensité parasite (surintensité de durée très brève, quelques micro-secondes, due par exemple à la mise sous tension d'un élément inductif). il permet d'éviter tout déclenchement intempestif du délesteur. La sortie de l'intégrateur 12 est reliéeà un déclencheur à seuil 14 constitué par un comparateur définissant par ajustage d'un potentiomètre 15 le seuil de déclenchement du délesteur. La sortic de la bascule bistable 16 constituant le comparateur est reliée à trois bornes 2e sortIe. ne sortie directe est connectée à un circuit 17 dit de vali- dation du délestage simultané des deux zones Z1 et Z2. Les deux autres sorties polarisées par des diodes appropriées sont reliées aux entrées El et E2 de deux étages de commande temporisée CTî et CT2 (Fig. 2b). La sortie du circuit de validation 17 est relice à l'entrée E3 d'un troisième étage de commande temporisée CT3. Les trois étages CT1, CT2 et CT3 sont constitués par des bascules monostables déterminant chacune la durée de délestage. Les sorties SI à 83 desdits étages sont reliées à une logique de commande 18 des relais 19 et 20 commandant eux-mêmes les contacts 4 et 5 respectivement. La sortie S1 est également reliée à l'entrée de la bascule bistable constituant le circuit 17. La logique de commande 18 est constituée par des étages à transitors de commande de l'excitation des bobines de relais 19,20. Le fonctionnement de l'installation représentée et décrite ci-dessus est le suivant. Tout d'abord, l'installation étant prévue pour trois régimes de marche (normale N , économique E et hors-gel H.G) les thermostats Thi à Th4 sont bien entendu programmés de façon à assurer,de la manière connue, à leur radiateur respectif, soit un régime normal avec par exemple une plage d'excursion en température de 5 à 320C, soit un régime économique avec, par exemple, une plage d'excursion en température de 5 à 270C, soit un fonctionnement en hors-gel, avec une température de régulation fixée par exemple à 5 C. Les divers signaux de commande de ces régimes ont la forme représentée aux bornes 9 à 11 de la Fig. 1 et sont appliqués aux radiateurs concernés par l'in termédiaire des sélecteurs S1, 82 positionnés à volonté. Dans la position des eontacts 4 et 5 représentés à la Fig. 1, tous les thermostats Th1 à Thh sont reliés à l'une ou l'autre des bornes 9 à 11. Les horloges H1 et H2 ont pour but, lorsque les sélecteurs S1 52 sont en position A (allure automatique) de permettre de passer alternativement du régime heures creuses (allure éeonomique borne 10) au régime heures pleines (allure normale borne 9). Le transformateur 2 fournit en permanence au délesteur 3 un signal proportionnel à l'intensité consommée sur la ligne L d'alimentation des radiateurs. Dès qu'apparaît une surintensité, et dans la mesure où celle-ci n'est pas parasitaire et d'une durée très brève et dépasse le seuil de déclenchement affiché au potentiomètre 15 du circuit 14, ce dernier fait basculer le monostable de CT1, lequel provoque l'excitation de la bobine 19 du relais de commande du contact 4. Le contact 4 passe alors sur la position H.G correspondant à une alimentation très réduite du radiateur R2 pendant un temps déterminé par la temporisation dudit monostable. Durant ce temps, l'alimentation des autres radiateurs n'est pas. modifiée en sorte que l'intensité globale sur la ligne L est ramenée en dessous dudit seuil affiché. Au bout de 100 secondes, par exemple, les transistors de la logique 18 changent d'état et commandent l'excitation de la bobine 20 du relais commandant le contact 5 de la zone Z2 et la désexcitation de la bobine 19,laquelle se produit avec un léger retard du à un condensateur connecté en parallèle afin que le radiateur R4 soit délesté juste avant le réallumage du radiateur R2 de manière à éviter de recréer une surintensité. Au bout de 220 secondes,par exemple, d'excitation du relais 20 celui-ci retombe et l'ensemble des radiateurs se retrouve allumé. Si la surintensité sur la ligne L réapparaît le cycle de délestage (R2 pendant 100 secondes environ, puis Rq pendant 220 secondes environ) se reproduit automatiquement et ce autant de fois que nécessaire, sinon le délesteur 3 reste en position de veille jusqu'à la détection d'une nouvelle surintensité. La durée d'un cycle de délestage est, dans 1' exem- ple choisi, de l'ordre de 5 mn ce qui, en cas de délestages répétés, évite les écarts de tempratures d'une pièce à l'autre qui pourraient survenir du fait de la coupure trop longue d'un ou de plusieurs radiateurs de la même pièce. Si, A la fin de l'excitation de la bobine 19, la surintensité détectée par le délesteur est toujours pré sente, ou si une surintensité survicnt au cours du délestage, le circuit 17 délivre un signal envoyé au monostable de CT3 lequel autorise le délestage simultané des zones Z1 et Z2 en maintenant les bobines 19 et 20 simultanément excitées pendant une durée par exemple de 50 secondes. Au bout de ce temps, la bobine 20 est désexcitée et si aucune surintensité n'est détectée le délestage se poursuit pour le restant du cycle à écouler suivant le processus décrit cidessus (c'est-à-dire R4 délesté et R2 réallumé). Si au contraire la surintensité persiste, la bobine 20 est réex-citée pendant une nouvelle périodc de 50 secondes puis on revient au cycle normal. Le délestage simultané des deux zones Z1 et Z2 se répète par intervalles de 50 secondes jusqu'à la disparition de la surintensité. L'installation de la Fig. 1 peut, dans des versions simplifiées, ne pas comporter de circuit de commande de délestage simultané des différentes zones ni de programmation suivant différentes allures de fonctionnement. Bien entendu le déiesteur 3 remplit son office quelles que soient les positions respecbives des sélecteurs S1 eX 52 et des contacts d'horloge 7 et 8. Enfin, l'invention ntest pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes notamment celles concernant la répartition des divers radiateurs en groupes, leur connection aux diverses zones de délestage commandées par le dispositif de délestage, ainsi que celles concernant la structure et le fonctionnement des divers circuits réalisant les fonctions élémentaires dudit dispositif de délestage. REVENDICATlONS 1. Procédé de régulation par délestage d'une installation, notamment de chauffage électrique par radiateurs, caractérisé en ce ciu'ilconsiste à diviser les radiateurs (R1 à R4) en au moins deux groupes alimentés à partir d'une même ligne électrique L, à détecter le dépassement par l'intensité du courant électrique d'alimentation desditsradiateurs d'un seuil prédéterminé réglable et, dès la détection du dépassement dudit seuil à mettre hors service tous les groupes de radiateurs ou seulement certains, à tour de rôle, pendant un temps prédéterminé réglable pour chaque groupe, puits' à remettre en service la totalité des radiateurs et éventuellement à recommencer le cycle de délestage si ledit dépassement de seuil persiste. 2. Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'en cas de persistance de ladite surintensité ou d'apparition d'une nouvelle surintensité au cours du cy cle de délestage on déleste simultanément la totalité ou une partie des groupes de radiateurs pendant un temps prédéterminé réglable. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2 ea- ractérisé en ce qu'au cours d'un cycle de délestage, le délestage d'un groupe déterminé de radiateurs est opéré un léger temps avant la remise en service du groupe de radiateurs délesté au cours-de la phase de délestage immédiatement précédente. 4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ladite mise hors service consiste à faire fonctionner les radiateurs en régime très réduit, en particulier en régime hors-gel. 5. Procédé suivant- l'une des revendications 1 å 4 caractérisé en ce que chaque groupe de radiateurs prend au moins un radiateur et en ce que les radiateurs dtun meme groupe sont répartis dans une ou plusieurs pièces du local à chauffer 6.Dispositif de délestage pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, associe à une installation de chauffage électrique comportant un nombre déterminé de radiatelars R1 à R4 caractérise en ce qu'il comprend un capteur (2) délivrant un signal proportionnel à l'intensité du courant circulant dans la ligne d'alimentation L desdits radiateurs, un déclencheur à seuil (14) relié au capteur et susceptible de délivrer un signal lorsque le signal fourni par le capteur atteint ou dépasse un seuil prédéterminé réglable, un premier dispositif de commande temporisée (CT1) interposé entre le déclencheur à seuil et un premier groupe sélectionné (R R 1 3 de radiateurs et susceptible de commander la mise hors service durant un temps prédéterminé réglable dudit premier groupe de radiateurs, et un second dispositif de commande terrorisée (cri2) interposé entre le déclencheur à seuil et un second groupe sélectionné (R2,Rh) de radiateurs et susceptibles de commander la mise hors service dudit second groupe de radiateurs durant un temps prédéterminé réglable à compter sensiblement de la fin du temps de mise hors service dudit premier groupe de radiateurs. 7. Dispositif de délestage suivant la revendication 6 caractérisé en ce qu'il comporte un relais (19,20) yourehaque groupe de radiateurs, commandé par l'un desdits étages de commande temporisée (CT1, CT2) et actionnant un contact mobile (4,5) interposé dans le circuit pilote de commande de chacun desdits groupes de radiateurs. 8. Dispositif de délestage suivant la revendication 7 caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit (17) de validation du délestage simultané desdits groupes de radiateurs relié à la sortie dudit déclencheur à seuil (14) et commandant, par l'intermédiaire d'un étage e commande temporisée (CT3), l'excitation simultanée desdits relais (19,20). Dispositif de délestage suivant l'une des revendications é à 8, caractérisé en ce qu'il est associé à une installation à programmation thermostatique comprenant, or chaque radiateur, un thermostat électronique programmable Thl à Th 4) permettant plusieurs allures de fonctionnement du radiateur et relié par un fil pilote à un sélecteur (S1,S2j-assurant en outre la sélection d'une allure dite automatique à commande par horloge de commutation (H1,H2), les signaux de commande envoyés sur les fils pilotes étant pré levés sur ladite ligne d'alimentation i des radiateurs.