Brevet FR2485113A1 — publié le 19811224

Groupe moteur/pompe de circulation. L'invention concerne un groupe moteur/pompe de circula- tion ou "circulateur", constitué par une pompe et un moteur, pour des installations de chauffage et d'eau sanitaire, dans lequel le moteur peut être réglé sur au moins deux vitesses de rotation différentes par l'intermédiaire d'un commutateur de vitesse. De façon connue, le point de fonctionnement d'une ins- tallation de chauffage ou d'eau sanitaire est déterminé par le point d'intersection de la caractéristique du réseau de tuyaute- rie et de la courbe d'étranglement. Pour adapter sans pertes la pompe au système et pour pouvoir économiser de l'énergie élec- trique, on a construit depuis plusieurs années des circulateurs pouvant fonctionner avec plusieurs vitesses. Dans ces moteurs relativement petits, la variation de vitesse s'effectue de façon connue par mise en série et/ou en parallèle des enroule- ments principal et auxiliaire du moteur. La commutation respec- tivement souhaitée et par conséquent la vitesse de rotation de service du circulateur sont réglées par l'intermédiaire du commutateur de vitesse qui, la plupart du temps, est logé dans la boite de connexions du moteur de la pompe. De telles pompes dont la vitesse peut être sélectionnée présentent indubitablement de gros avantages du fait qu'elles peuvent fonctionner à basse vitesse en économisant de l'éner- gie pendant la plus grande partie du temps de fonctionnement, elles présentent cependant l'inconvénient important que le démarrage du circulateur n'est pas toujours assuré lors d'un réglage sur la basse vitesse. Les problèmes qui en découlent apparaissent clairement lorsqu'oh considère la figure 1. Sur ce diagramme, les courbes désignées par M3, M2 et Ml représentent l'allure du couple de rotation M du moteur de la pompe en fonction de la vitesse de rotation n pour trois positions possibles dans ce cas du commu- tateur de vitesse. Ces positions sont indiquées par des chif- fres entourés d'un cercle. Lorsque les enroulements principal et auxiliaire du moteur sont branchés en parallèle (position 3 du commutateur), le couple du moteur ainsi que la puissance absorbée sont maximum. Lors d'un branchement en série des - 2 2485113 enroulements principal et auxiliaire (position 1 du commutateur) le couple du moteur et la puissance absorbée sont faibles. Enfin, lors d'une combinaison série-parallèle des enroulements (position 2 du commutateur) le couple du moteur et la puissance absorbée ont des valeurs moyennes correspondantes. Les mesures et fonctions de commutation nécessaires à cet effet sont connues en soi et par conséquent n'ont pas besoin d'être expli- quées en détail. Les courbes Pl et P2 de la figure 1 représentent l'allure du couple d'une pompe centrifuge en fonction de la vitesse de rotation n. La courbe Pi est la courbe dite "courbe normale". Elle montre que pour une vitesse nulle il existe un "couple initial de décollement" et qu'après avoir atteint le minimum le couple prend une allure parabolique. Etant donné que dans le cas considéré le couple Pi de la pompe est inférieur au couple M du moteur pour une vitesse nulle, un démarrage sûr du circulateur est possible. La différence entre les courbes M et P représente le couple d'accélération qui est nul au point d'intersection des deux courbes, donc au niveau du point de fonctionnement. Lorsque la pompe est débranchée les particules de saleté se déposent dans les paliers et sur le rotor du moteur, surtout lorsque la période d'arrêt est très longue. Par expé- rience, ceci augmente le frottement dans les paliers et entre la périphérie du rotor et la gaine du moteur, de sorte qu'après une certaine période d'arrêt, par exemple dans le cas o la pompe de circulation est débranchée pendant l'été, le couple de la pompe peut avoir l'allure de la courbe P2. La figure 1 montre que maintenant dans la position du commuta- teur correspondant au couple de rotation Mi le démarrage du moteur n'est plus possible, étant donné que le couple P2 de la pompe pour n = 0 est plus important que le couple Mi du moteur. Dans la position du commutateur correspondant au couple M2 il peut également y avoir des difficultés de démarrage. Le circulateur peut à vrai dire être débloqué manuelle- ment. A cet effet cependant la plupart du temps il faut enle- ver un couvercle de carter pour avoir accès à l'arbre de la pompe. L'inconvénient en est qu'il sort de l'eau et que dans de 3 2485113 nombreux cas l'utilisateur du chauffage, qui n'est pas compé- tent, n'est pas en mesure de faire démarrer le rotor. L'invention se propose d'éliminer les difficultés def démarrage de la pompe de circulation indiquées ci-dessus, donc entre autres d'assurer un démarrage sûr même après une longue période d'arrêt. Dans un circulateur du type mentionné ci-dessus ce pro- blème est résolu suivant l'invention grâce au fait qu'après l'arrêt ou lors de la mise en marche du circulateur le moteur de la pompe est branché automatiquement, par l'intermédiaire d'un commutateur de démarrage surrégulant le commutateur de vitesse, sur la vitesse correspondant au couple de démarrage maximum, indépendamment de la vitesse de fonctionnement réglée sur le commutateur de vitesse; est démarré à cette vitesse; et est ensuite commuté sur la vitesse de fonctionnement réglée sur le commutateur de vitesse après un temps prédéterminé. Naturellement, le processus de commutation sur le couple de démarrage maximum ne peut pas avoir lieu lorsque le commuta- teur de vitesse du moteur est déjà sur la vitesse correspon- dant au couple maximum. Bien sûr dans ce cas la surrégulation du commutateur de vitesse est également supprimée. De façon avantageuse, le commutateur de démarrage est commandé en fonction d'une grandeur de fonctionnement détermi- née du moteur de la pompe. Ainsi, le commutateur de démarrage peut se présenter sous la forme d'un thermostat, la température du moteur de la pompe servant de grandeur de commutation ou res- pectivement de fonctionnement. Si le circulateur est arrêté, la température du moteur diminue au cours du temps jusqu'à la température ambiante. Lorsqu'elle devient inférieure à une tem- pérature de commutation présélectionnée, par exemple 30'C, le thermostat commute le circuit de courant du moteur, en contour- nant le commutateur de vitesse, sur la vitesse maximum. Le circulateur est démarré avec cette vitesse. Ensuite la tempéra- ture du moteur remonte. Lors du dépassement de la valeur de 30 prise à titre d'exemple, le thermostat agit et passe maintenant sur la vitesse de fonctionnement réglée sur le commutateur de vitesse. Le commutateur de démarrage peut également être un relais qui retombe lors de l'arrêt du moteur et ferme un cir- cuit de courant prévu pour la vitesse correspondant au couple de démarrage maximum, et après la remise en marche du moteur commute avec un certain retard sur la vitesse réglée par le commutateur de vitesse, en supprimant donc la surrégulation précédente du commutateur de vitesse. Le retard d'actionnement de ce relais peut être égal à environ 10 s, en supposant qu'un moteur bloqué par des dépôts éventuels s'est remis à fonction- ner librement pendant cette période de temps. Comme commutateur de démarrage on peut également utili- ser un relais thermique, par exemple une bilame munie d'un enroulement de chauffage, l'enroulement se trouvant dans le circuit de courant du moteur de la pompe, donc influencé par le courant absorbé par le moteur en tant que grandeur de fonction- nement. La bilame peut agir sur un commutateur à rupture brus- que et effectuer le processus de commutation après un certain temps de réchauffement de l'enroulement. Par ailleurs, comme commutateur de démarrage on peut également utiliser d'autres éléments de commutation qui peuvent également traiter, dans le sens de l'invention, d'autres gran- deurs de fonctionnement du moteur en plus des grandeurs de fonctionnement mentionnées. L'avantage particulier d'un circulateur suivant l'inven- tion réside dans le fait qu'il peut fonctionner à basse vitesse- en économisant de l'énergie, mais que dans chaque cas le démar- rage est assuré du fait que le moteur démarre avec le couple de rotation maximum. De cette façon, les problèmes de démarrage dans le cas de pompes dont la vitesse de rotation peut être sélectionnée sont éliminés, de sorte que les possibilités d'économie d'énergie par ailleurs souvent inexploitées peuvent maintenant être complètement utilisées. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention. La figure 1 représente le couple du moteur et le couple de la pompe en fonction de la vitesse de rotation; et la figure 2 est un schéma d'un mode de réalisation du 2 2485113 circuit utilisé suivant l'invention. Sur la figure 2 on a représenté un moteur monophasé l avec le condensateur habituel 2 et le commutateur de vitesse 3 par l'intermédiaire duquel est réglée la vitesse de fonc- tionnement. Sur la figure 2, le commutateur est réglé sur la vitesse de rotation minimum ni. Lorsque le commutateur princi- pal 4 est ouvert, et par conséquent que l'amenée de courant au circulateur est interrompue, un commutateur de démarrage 5, se présentant par exemple sous la forme d'un relais électromagné- tique, se trouve dans la position retombée indiquée, qu'il conserve d'abord lors du branchement du moteur en raison d'un retard d'actionnement prédéterminé. Dans cette position, le commutateur de démarrage 5 surrégule donc le commutateur de vitesse 3 de manière que les enroulements du moteur soient branchés intentionnellement sur la vitesse n3, indépendamment du commutateur 3. Après fermeture du commutateur 4, le moteur i est dé- marré avec la vitesse n3, procurant le couple de rotation maxi- mum M3. Après ce processus de démarrage, le contact du relais 5, dont l'actionnement est retardé, passe dans la position in- diquée en pointillés, de soîte que maintenant le circulateur peut continuer à fonctionner avec la vitesse ni réglée sur le commutateur de vitesse 3. La vitesse serait naturellement égale- ment changée si le commutateur 3 se trouvait préalablement sur la vitesse n2. Par ailleurs la vitesse ne changerait pas naturellement si le commutateur de vitesse se trouvait dans la position de commutation correspondant à la vitesse n3. Comme cela a déjà été mentionné, à la place d'un relais à actionnement retardé on pourrait également utiliser un relais thermique ou d'autres éléments de commutation influençables par des grandeurs de fonctionnement déterminées. La seule exigence déterminante est qu'après ou lors de l'arrêt, ou lors de la mise en marche du circulateur, la fonction de commutation de vitesse propre du commutateur de vitesse soit surrégulée et que le moteur de la pompe démarre avec le couple de rotation maximum. On remarquera encore enfin que le commutateur de vites- se 3 et le commutateur de démarrage 5 ne sont pas nécessairement 6 2485113 constitués par deux unités distinctes, étant donné que les deux commutateurs pourraient également constituer une unité du point de vue de la construction et du point de vue fonctionnel. Un commutateur individuel pourrait donc également assurer les deux fonctions de façon cohérente. Ceci serait relativement simple à réaliser dans un circulateur à deux vitesses. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation de l'exemple décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme-de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Circulateur, constitué par une pompe et un moteur, pour des installations de chauffage et d'eau sanitaire, dans lequel le moteur peut être réglé sur au moins deux vitesses de rotation différentes par l'intermédiaire d'un commutateur de vitesse, caractérisé en ce qu'après l'arrêt ou lors de la mise en marche du circulateur le moteur (1) de la pompe est branché automatiquement, par l'intermédiaire d'un commutateur de démar- rage (5) surrégulant le commutateur de vitesse, sur la vitesse (n3) correspondant au couple de démarrage maximum (M3), indé- pendamment de la vitesse de fonctionnement (n) réglée sur le commutateur de vitesse (3); est démarré à cette vitesse; et est ensuite commuté sur la vitesse de fonctionnement réglée sur le commutateur de vitesse après un temps prédéterminé. 2. Circulateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le commutateur de démarrage (5) est commandé en fonc- tion d'une grandeur de fonctionnement du moteur (1) de la pompe. 3. Circulateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le commutateur de démarrage.(5) est un relais qui, lors du débranchement du moteur, ferme son circuit de courant pour la vitesse de rotation (n3) avec le couple de démarrage maximum (M3) et après le branchement du moteur commute avec un certain retard sur la vitesse réglée par le commutateur de vitesse (3) ou supprime la surrégulation de ce commutateur. 4. Circulateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le commutateur de démarrage (5) est un thermostat commandé par la température du moteur (1) qui ferme le circuit de courant du moteur sur la vitesse (n3) correspondant au cou- ple de démarrage maximum (M3) uniquement lorsqu'une température de commutation présélectionnée n'est pas atteinte. 5. Circulateur suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que le commutateur de vitesse et le commutateur de démarrage constituent une unité du point de vue de la construction et du point de vue fonctionnel.