Brevet FR2488376A1 — publié le 19820212

La présente invention concerne une installation de chauffage centralisé à eau caloporteuse pour un immeuble alvéolaire, comportant un circuit d'eau caloporteuse alimenté en eau chaude à partir d'une source de chaleur et desservant des appareils d'émission de chaleur disposés dans les alvéoles de l'immeuble, et un régulateur de chauffage commandé par une sonde de température extérieure et par une sonde de température intérieure et agissant sur la température de l'eau circulant dans ledit circuit. On sait que de nombreux paramètres influent sur l'équilibre et le niveau thermiques d'un bâtiment alvéolaire. Ces paramètres peuvent être classés en paramètres positifs et paramètres négatifs. I) - On entend par paramètres positifs A/ Les apports solaires qui peuvent se diviser eux-mêmes en deux catégories al) L'effet de serre à travers les vitres, qui a une action rapide sur le niveau thermique (effet dynamique) a2) l'effet d'accumulation d'énergie dans la masse du bâtiment, qui a pour conséquence de modifier l'équilibre thermique du bâtiment à plus long terme (effet d'inertie). B/ L'activité humaine (200 calories/personne/heure) CZ L'éclairage (200 W) D/ Les appareils ménagers (réfrigérateur, cuisinière, télévision,...) II)- On entend par paramètres négatifs A/ Les taux de renouvellement d'air anormalement élevés qui peuvent également se diviser en deux catégories al) L'imperfection des systèmes de ventilation Les systèmes de ventilation naturelle ont des taux de renouvellement d'air qui varient très sensiblement en fonction de la température extérieure d'une part, avec la vitesse du vent d'autre part. On a essayé d'y pallier récemment par l'emploi des dispositifs V.M.C. (ventilations mécaniques contrôlées).Ces dispositifs ont apporté de façon incontestable une amélioration dans la stabilité du taux de renouvellement, mais, du fait de leur conception relativement sommaire, les réglages s'avèrent encore délicats. a2) La dépression entre deux façades de deux bâtiments, due à l'effet de vent, vient augmenter le taux Je renouvellement d'air déjà établi par le système de ventilation. Il s'agit là d'effets dynamiques. B/ Le vent et la pluie ont également un effet de convection sur les façades humides et influent fortement sur la température des murs en accélérant l'évaporation de l'eau imprégnée par effet de capillarité (effet dit "de gargoulette"). Il s'agit là d'un effet d'inertie. La grande majorité des systèmes de régulation de température installés dans les bâtiments alvéolaires est conçue pour fonctionner suivant une boucle de régulation dite ouverte, totalement désolidarisée de l'immeuble. Seuls les réglages effectués sur les éléments internes du régulateur de chauffage permettent d'adapter ce dernier à l'immeuble avec plus ou moins de réussite. En général, pour régler la température des radiateurs, on ne tient compte que de quelques paramètres avec plus ou moins de précision 1) - Température extérieure : Celle-ci est relativement bien maîtrisée à plus ou moins 1,50par l'emploi d'une sonde de température extérieure. 2) - Effet de vent : Les systèmes de correction par sonde au vent proposés sur le marché ne maîtrisent que très approximativement les différents paramètres qu'ils devraient gérer (vitesse du vent - angle d'incidence du vent par rapport au bâtiment - étanchéité du bâtiment...) 3) - Effet solaire : Là aussi, les systèmes de correction par sonde solaire proposés sur le marché sont encore très empiriques à cause de la complexité du problème. En pratique, par suite de toutes ces imperfections, on se trouve dans l'obligation d'effectuer de nombreuses corrections de réglage tout au long de la saison de chauffe. On connaît aussi des systèmes de régulation de température conçus pour fonctionner en boucle dite fermée. Ces derniers systèmes de régulation utilisent une sonde de température intérieure qui, pour obtenir une régulation appropriée doit être placée dans un endroit où règne une température correspondant à une température moyenne du bâtiment. Or, on connaît la difficulté de choisir l'endroit ou l'appartement témoin où règne une telle température moyenne pour y placer la sonde de température intérieure, puisque plusieurs constructeurs ont cherché à résoudre ce problème sans succès. Pour résoudre ce problème, on pourrait bien sûr utiliser plusieurs sondes de température intérieure et faire la moyenne, pondérée ou non, des informations fournies par lesdites sondes, mais cela compliquerait le système de régulation et augmenterait son prix de revient.C'est pourquoi, jusqu'à maintenant, les systèmes de régulation en boucle fermée n'ont pas rencontré un grand succès commercial et les systèmes de régulation en boucle ouverte sont de loin les plus répandus malgré leurs inconvénients. La présente invention a pour but de fournir une installation de chauffage centralisé, équipée d'un système de régulation tenant compte de l'ensemble des paramètres qui influent sur l'équilibre et le niveau thermiquesd'un bâtiment alvéolaire. Plus précisément, la présente invention a pour but de fournir un système de régulation du type fonctionnant en boucle fermée et de résoudre, dans un tel système de régulation, le problème du choix de l'emplacement de la sonde de température intérieure. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que l'installation de chauffage comprend en outre des moyens pour prélever des échantillons d'air dans plusieurs alvéoles de l'immeuble et pour mélanger ces échantillons, et en ce que ladite sonde de température intérieure est disposée de façon à mesurer la température du mélange des échantillons d'air. Il se trouve que de nombreux immeubles sont équipés d'un système de ventilation naturelle ou d'un système de ventilation mécanique contrôlée. Dans ce cas, lesdits moyens de prélèvement et de mélange peuvent être avantageusement constitués par le dispositif de ventilation, la sonde de température intérieure étant alors placée dans la zone d'extraction du dispositif de ventilation. La température mesurée dans cette zone donne bien, à chaque instant, la résultante de tous les paramètres positifs et négatifs énumérés plus haut et elle correspond bien à la température moyenne du bâtiment. En faisant agir le régulateur de chauffage en fonction de cette température, on tient donc bien compte de tous les paramètres influant sur l'équilibre et le niveau thermiques du bâtiment. L'invention sera maintenant décrite en faisant référence à la figure unique du dessin annexé qui montre schematir quement une installation de chauffage centralisé selon une forme d'exécution de l'invention. Sur le dessin, le numéro 1 désigne, d'une manière générale, une installation de chauffage centralisé -comprenant un circuit d'eaucaloporteuse2, qui est alimenté en eau chaude à partir d'une source de chaleur 3 et qui dessert des appareils d'émission de chaleur, par exemple des radiateurs 4 disposés dans les alvéoles ou pièces 5 d'un bâtiment 6. Au lieu de desservir des radiateurs, le circuit 2 pourrait également desservir des panneaux de chauffage intégrés dans les planchers du bâtiment. La source de chaleur 3 peut être constituée par -exem- ple par une chaudière ou, dans le cas d'un système urbain de distribution d'eau chaude, par un échangeur de chaleur. Une pompe de circulation 7 permet de faire circuler l'eau chaude dans le circuit 2. Une vanne commandée 8 à trois voies permet de régler la température des radiateurs 4, en réglant la quan tité d'eau chaude envoyée dans le circuit 2 par rapport à la quantité d'eau chaude qui est renvoyée directement à la source de chaleur 3 par le by-pass 9. L'installation de chauffage 1 comprend en outre un système de régulation 10 comportant un régulateur proprement dit 11 qui commande la vanne 8 en fonction des informations fournies par une sonde de température extérieure 12, par une sonde de température de départ d'eau chaude 13 et par une sonde de température intérieure 14. L'installation de chauffage décrite jusqu'ici est tout à fait classique, excepté que la sonde de température intérieure 14 est disposée dans la zone d'extraction 15 de la gaine 16 d'un dispositif connu de ventilation mécanique contrôlée 17 (V.M.C.) qui est prévu dans l'immeuble 6 et qui prélève de l'air dans un certain nombre d'alvéoles 5 dudit immeuble comme cela est montré schématiquement par les flèches dans le dessin. Ainsi, la température mesurée par la sonde 14 représente la température moyenne du bâtiment. On réalise ainsi une boucle de régulation fermée. En effet, l'information de température fournie par la sonde 14 est comparée de façon connue à une valeur de consigne et le résultat de la comparaison est utilisé pour commander le régulateur 11 qui, en agissant sur la vanne 8, agit sur la puissance thermique émise par les radiateurs 4, et cette puissance agit à son tour sur la valeur de la température moyenne mesurée par la sonde 14. La sonde de température extérieure 12 permet d'introduire dans la boucle fermée de régulation une action proportionnelle qui tient compte de la "charge", c'est-à-dire de l'action de la température extérieure (plus il fait froid, plus cette action est importante sur la correction effectuée par la boucle fermée de régulation). A titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, le régulateur 11 peut être constitué par un régulateur du type REH-3 fabriqué par STAFA. Ce type de régulateur convient particulièrement bien pour les immeubles équipés d'un dispositif de ventilation mécanique contrôlée et peut être facilement adapté à ces immeubles. I1 a pour avantage d'avoir une grande sensibilité et de pouvoir lire ou enregistrer ou transmettre en continu la mesure de la température. La sonde de température extérieure 12 peut être une sonde du type FT 35 mise en place et raccordée au régulateur 11 (REH-3) de façon classique. La sonde de départ d'eau chaude 13 peut être une sonde du type FR 120 mise en place et raccordée au régulateur 11 (REH-3) de façon classique. La sonde de température intérieure 14 peut être une sonde d'ambiance du type DRT-30-4. Elle est de préférence placée dans un boîtier afin de limiter l'effet de vent sur la sonde, et le boîtier est disposé dans la zone d'extraction 15 de la gaine 16 du dispositif de ventilation mécanique contrôlée 17. Le potentiomètre de consigne habituellement prévu sur la sonde DRT-30-L est enlevé et placé sur le panneau de contrôle et de commande du régulateur il (REH-37 et la sonde est raccordée à ce dernier par une liaison à cinq fils. Toutefois pour le réglage des consignes jour-nuit, il est préférable d'utiliser deux potentiomètres de consigne dont l'un servira pour établir la consigne de jour, l'autre la consigne de nuit. Dans ce cas, le dispositif de ralenti de nuit habituellement prévu dans le régulateur li (REH-3) n'est pas raccordé et il est prévu à la place de ce dispositif de ralenti, une horloge 18, par exemple du type EUK-2-TG, qui, de jouir, connecte le potentiomètre de consigne de jour et, de nuit, le potentiomètre de consigne de nuit.Ainsi, le changement de consigne peut se faire très facilement. Dans le cas des ralentis de nuit, le point de consigne passant par exemple de 200C à 180C, le chauffage sera entièrement coupé tant que la température moyenne des alvéoles 5 ne sera pas descendue à la deuxième valeur. Cette possibilité contribue très fortement dans le bilan des économies d'énergie permises par l'installation de chauffage selon l'invention. Un indicateur de température 19, par exemple du type EM-1-AT-35, peut être adjoint de façon classique au régulateur 11 (REH 3). Il va de soi que la forme d'exécution de l'invention qui a été décrite ci-dessus a été donnée à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses variantes peuvent être facilement apportées par l'homme de l'art sans pour autant sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que l'invention peut être également appliquée à des immeubles équipés d'un dispositif de ventilation naturelle comportant une gaine d'extraction d'air commune à plusieurs alvéoles. A défaut d'un dispositif existant de ventilation mécanique contrôlée ou de ventilation naturelle, il y a lieu de prévoir des moyens pour prélever des échantillons d'air dans plusieurs alvéoles de l'immeuble et pour mélanger ces échantillons, la sonde de température intérieure étant alors disposée de façon à mesurer la température du mélange des échantillons d'air. En outre, au laeu que le régulateur 11 agisse sur une vanne commandée à trois votes comme la vanne 8, pour régler la température, il pourrait agir de façon connue sur le fonctionnement de la source de chaleur 3 en allumant ou en éteignant le brûleur de la chaudière selon les besoins. REVENDICATIONS 1.- Installation de chauffage centralisé à eau caloporteuse pour un immeuble alvéolaire (i) ,comportant un circuit d'eau caloporteuse (2) alimenté en eau chaude à partir d'une source de chaleur (3) et desservant des appareils d'émission de chaleur (4) disposés dans les alvéoles (5) de l'immeuble (6), et un régulateur de chauffage (11) commandé par une sonde de température extérieure (12) et par une sonde de température intérieure (14) et agissant sur la température~de l'eau circulant dans ledit circuit (2), caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens (16, 17) pour prélever des échantillons d'air dans plusieurs alvéoles (5) de l'immeuble (6) et pour mélanger ces échantillons, et en ce que ladite sonde de température intérieure (14) est disposée de façon à mesurer la température du melange des échantillons d'air. 2.- Installation de chauffage selon la revendication 1, caractérisée en ce que, dans le cas où l'immeuble (6) est équipé d'un dispositif de ventilation (16, 17), lesdits moyens de prélèvement et de mélange sont constitués par ledit dispositif de ventilation. 3.- Installation de chauffage selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits moyens de prélèvement et de mélange (16, 17) sont constitués par un dispositif connu de ventilation mécanique contrôlée.