Brevet FR2534660A3 — publié le 19840420

FR 2534660 A3 19840420 FR 8316530 A 19831018 La présente invention est relative à une soupape de réglage du débit pour appareils de chauffage, radiateurs ou dispositifs analogues, munie d'un élément sensible à la température incorporé au corps de soupape lui-m8me. Les installations de chauffage central comportent des dispositifs de réglage automatique et de compta-bilisation de la chaleur permettant à n'importe quel utilisateur de régler l'émission de chaleur dans le local qu'il occupe, en fixant à l'avance la température ambiante choisie et en comptabilisant la quantité de chaleur effectivement consommee. Comme exemples d'installations de ce genre, on peut citer celles que décrivent les demandes de brevets 20326 A/Si, 24091 A/81 et 24 233 A/81 déposées au nom de la Demanderesse. Ces installations comportent des vannes télécommandées, montées sur chaque appareil chauffant ou radiateur, ou groupe de radiateurs et commandées électriquement par des dispositifs de contrôle placés à une certaine distance dans un local pilote. Des soupapes analogues sont décrites par exemple -dans le brevet 21123 A/78, au nom de la Demanderesse, auquel il y a lieu de se référer en ce qui concerne les particularités de construction des soupapes elles-mêmes. Ces soupapes sont reliées à un dispositif central de réglage de la température ou à un dispositif de comptabilisation qui doit pouvoir relever avec précision la température du fluide caloporteur pour assurer un bon fonctionnement du réglage et de la comptabilisation. De plus, les radiateurs sont généralement munis de soupapes de réglage de l'écoulement de sortie, commandées à la main, que l'on appelle également détendeurs et qui servent à réduire le débit du fluide dans le radiateur en fonction du volume des locaux d'habitation à réchauffer et du nombre des éléments radiants que contient le radiateur. On installe d'habitude des éléments sensibles à la température sur les canalisations amenant le fluide dans le radiateur, mais cette solution oblige à utiliser un long tronçon de tube, assez encombrant, pour pouvoir y loger la soupape de réglage et l'élément sensible à la température. La solution consistant à installer l'élément sensible à la température à une certaine distance du corps du radiateur présente l'inconvénient que le résultat des mesures peut dépendre de circonstances extérieures pertur- batrices, au détriment de la précision. De plus, le montage de plusieurs éléments séparé s constitués par des soupapes et des éléments sensibles à la température entraîne des frais élevés, surtout sil faut installer sur chaque radiateur un élément sensible d'arrivée, une soupape régulatrice d'arrivée, un élément sensible sur la ligne de retour et une soupape de réduction de débit au retour. Le but de la présente invention est de résoudre ces problèmes, et d'autres encore. Ce but est atteint du fait que l'on utilise une soupape de réglage du débit pour appareils de chauffage, radiateurs et dispositifs analogues qui comporte, à l'intérieur de son corps, réalisé en matériau conducteur de la chaleur, un élément sensible à la chaleur relié, par un câble électrique, à un appareil de contrôle, de réglage ou analogue. Dans un mode de réalisation de l'invention, cette soupape pour appareils de chauffage, radiateurs ou analogues est télécommandée, pour le réglage du débit d'arrivée, par l'intermédiaire d'une capsule à dilatation thermique qui agit sur l'obturateur de la soupape elle-meme, et comporte un élément sensible à la température monté dans une bague de serrage vissée sur l'élément qui porte les o moyens de commande de l'obturateur. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, cet élément sensible delta température est monté dans une gaine en matériau conducteur de la chaleur qui est soli daire du raccord reliant la soupape à-l'appareil de chauffage et traverse l'orifice de passage du fluide caloporteur. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la soupape est commandée à la main pour le réglage du débit de sortie du radiateur et est munie d'un élément sensible à la température monté dans un siège ménagé à l'intérieur du corps de soupape fixe. La soupape suivant la présente invention, telle qu'elle est décrite, peut être utilisée avantageusement dans les appareils de contrôle-et de comptabilisation de l'énergie thermique fournie. L'invention est décrite ci-dessous d'une manière plus détaillée en se référant au dessin. La fig. 1 est une coupe d'une soupape télécommandée suivant l'invention. La fig. 2 représente, dans les mêmes conditions, un autre mode de réalisation de la soupape. La fig. 3 est une coupe partielle d'une soupape selon l'invention commandée à la main. La fig. 4 représente le schéma du système de réglage thermique comprenant les soupapes Suivant l'invention. Comme le montre la fig. 1, la soupape télécommandée suivant l'invention est constituée par un corps creux 1 muni, à l'une de ses extrémités, d'un raccord 2 pour sa fixation au tube d'arrivée de l'eau chaude et d'un deuxième raccord 3, faisant avec le premier un angle de 900, pour son raccordement à l'appareil de chauffage (radiateur) au moyen d'une bague filetée de type habituel 4. Dans l'axe du raccord 2, l'obturateur 5 est porté par la tige 6 sur laquelle les ressorts 7 et 8 agissent par l'intermédiaire de la bride en cuvette 9 et du corps cylindrique creux 10. Celui-ci est entouré par un corps fixe 11 qui porte, par l'intermédiaire de la bague 12, la pièce de soutien 13. Au-dessus du corps fixe 11, la capsule à dilatation thermique 14 est associée à la bobine de chauffage 15. De plus, la plaque de raccordement électrique 16 porte le microinterrupteur 16a pour l'arrêt du chauffage par la bobine 15 dans la position de fin de course de l'obturateur 5, le tout étant enfermé dans l'enveloppe de protection 17. L'élément sensible à la température 18, constitué d'habitude par une résistance électrique, par exemple de 500 ohm/0 C, est monté à l'intérieur de la bague 12 et relié aux câbles 19 qui s'insèrent dans la gaine portecâbles commune de commande de la soupape 20. L'insertion de l'élément sensible 18 s'effectue dans la gaine 21 à l'intérieur de laquelle l'élément sensible est protégé par le matériau isolant 22. Dans la variante correspondant à l'exemple de réalisation représenté par la fig. 2, l'élément sensible à la température 18 est inséré dans la gaine 21', constituée par un matériau conducteur, par exemple en cuivre, montée en travers du raccord reliant la soupape à l'appareil de chauffage et fixée par brasage ou par un procédé analogue. La fixation de l'élément 18 s'effectue au moyen de la bague 23a qui est constituée par un matériau ayant une faible conductibilité calorifique de manière à réduire au minimum l'influence de la température des éléments extérieurs à la soupape sur la précision de la mesure. Dans ce mode de réalisation, les écarts entre la température enregistrée par l'organe sensible 18 et la température effective du fluide sont négligeables, car la gaine est plongée directement dans le courant du fluide caloporteur et l'inertie thermique est nulle ou négligeable du fait que les masses utilisées sont extrêmement réduites. Le sceau 24 garantit la régularité des mesures effectuées Comme le montre la fig. 3, la soupape. à commande à main suivant la présente invention comporte un corps de soupape la, muni d'orifices 2a et 3a, et un obturateur 5a, de profil conique, qui peut se déplacer dans le sens axial par rotation du fait de la présence de l'accouplement fileté 5b et de l'entaille de prise 5c placée sous le couvercle de protection 17a. L'élément sensible à la température 18a, relié aux câbles 19a, est porté par la gaine 21a constituée par un matériau isolant, et est protégé en outre contre des influences thermiques extérieures par le matériau thermoisolant 22a. Il est avantageux de placer l'élément sensible à la température 18a à l'intérieur du corps de soupape la, à proximité de la paroi intérieure des orifices de passage du fluide, pour obtenir des mesures de grande précision. Le montage de l'élément sensible 18 à l'intérieur du corps de soupape permet d'obtenir un excellent rendement du système de réglage thermique du chauffage en réduisant notablement l'influence des variations de la température ambiante dues à l'inertie thermique de l'appareil de chauffage et au délai de réponse de la bague de réglage de la température, qui se ferme sur le thermostat au travers de l'air ambiant. Il est possible, par exemple, de réaliser un schéma de réglage du type de celui qui est représenté par la fig. 3 et dans lequel la référence 23 désigne un élément sensible à la température ambiante et la référence 24, l'élément sensible à la température du fluide et constitué par la soupape suivant l'invention englobant l'élément sensible 18 ou 18a ; la référence 25 désigne un générateur de la fonction de transfert k = f (Tf), expression dans laquelle k désigne l'émission de l'appareil de chauffage en fonction de sa température Tf. La référence 26 désigne un amplifi f cateur et la référence 27 un "atténuateur" réglable permettant la détermination du rapport entre le signal de l'élément sensible 23 et celui de l'élément sensible 24 qui assure dans des conditions optimales l'amortissement des variations d'origine ambiante.Le noeud 28 est un noeud sommateur et le noeud 29 effectue la superposition d'un signal à rampe" produit par 30 pour obtenir à la sortie des impulsions de commande ayant une durée proportionnelle à l'erreur. La référence 31 désigne un amplificateur d'erreur qui compare le signal provenant de 29 à la valeur de référence enregistrée en 32 (correspondant par exemple à la température ambiante de 200C) et la référence 33 désigne un amplificateur final de puissance qui peut fournir, à la sortie, de l'énergie à l'élément chauffant 15 de la soupape à dilatation thermique pour assurer le réglage thermique. En montant l'élément sensible à la température également sur la soupape de la canalisation de sortie de l'appareil de chauffage (radiateur), comme l'indique la fig. 2, il est possible d'effectuer une mesure directe de l'énergie thermique cédée par le radiateur en faisant intervenir un compteur volumétrique pour la mesure du débit du fluide dans le radiateur ou dans le groupe de radiateurs reliés à un groupe unique d'interception et de réglage. La construction ramassée et le faible encombrement de l'élément sensible incorporé à la soupape de réglage permettent un montage plus facile et plus rapide, ce qui aboutit à des économies sensibles de main d'oeuvre lors de la construction de l'installation puisqu'il n'y a lieu de monter qu'un seul élément de réglage et de mesure au lieu de plusieurs éléments séparés, ce qui simplifie en outre le système des câbles électriques reliant les éléments. REVENDICATIONS 1 - Soupape de réglage du débit pour corps chauffants, radiateurs et dispositifs analogues, caractérisée en ce qu'elle comporte, à l'intérieur de son corps constitué par une substance conductrice de la chaleur, un élément sensible à la température qui peut être relié, par un câble électrique, à un appareil de contrôle et de réglage ou à des dispositifs analogues. 2 - Soupape pour corps chauffants, radiateurs etdispositifs analogues selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est télécommandée, pour le réglage du débit d'arrivée au radiateur, par l'intermédiaire d'une capsule à dilatation thermique qui agit sur l'obturateur de la soupape elle-même, cette soupape comportant un élément sensible à la température monté dans une bague de serrage vissée sur l'élément qui porte les moyens de commande de l'obturateur. 3 - Soupape pour corps chauffants, radiateurs et dispositifs analogues selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est télécommandée pour le réglage du débit d'arrivée au radiateur, par l'intermédiaire d'une capsule à dilatation thermique qui agit sur l'obturateur de la soupape elle-même, cette soupape comportant un élément sensible à la température monté dans une gaine en matériau conducteur de la chaleur solidaire du raccord qui relie la soupape au corps chauffant et traversant l'orifice de passage du liquide caloporteur. 4 - Soupape pour corps chauffants selon la revendication 1caractérisée en ce qu'elle est commandée à la main pour le réglage du débit à la sortie du radiateur et comporte un élément sensible à la température monté dans un siège ménagé à l'intérieur du corps de soupape fixe. 5 - Soupape selon l'-une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle est employée dans des instal lations de contrôle et de comptabilisation de l'énergie thermique fournie.