Brevet FR2541433A1 — publié le 19840824

L'invention s'applique au domaine du chauffage élec trique dit à accumulation. Pendant les heures creuses fournies par E.D.F., à tarif réduit, les dispositifs électroniques dit "régulateurs de charget, autorisent une accumulation de chaleur en fonc tion de la température extérieure, soit dans le plancher de la construction, soit dans les briques réfractaires de "radiateurs à accumulation électrique", soit dans un système dthydro-accumulation. INDICATION DE LtETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE La technique actuelle consiste en un régulateur qui fonc tionne au moment de l'arrivée des heures creuses E.D.F. (22 heures) jusqu'à la disparition de ces mêmes heures (6 heures). Les procédés existants chargent donc l'accumulateur entre 22 heures et 6 heures du matin en fonction de la tempé rature extérieure par le procédé suivant Toutes les X* minutes, le régulateur calcule le temps d'enclenchement de l'organe fournissant lténergie électrique. I1 donne l'ordre à cet organe de fournir-le temps d'éner gie nécessaire à l'accumulateur, proportionnellement à la température extésieure, en fonction d'une consigne et d'un écart réglables. L'accumulateur est donc chargé pendant les huit heures d'heures creuses, soit de 22 heures à 6 heures. HyEothese : régulateur à période de 10 minutes soit X = 10 mn L'organe de commande va être sollicité toutes les 60 X 8 = 48 fois tendant la nuit. 10 * Certaines régulations ont une variation de la période de temps comprise entre 5 et 20 minutes. I1 est donc facile de remarquer que les régulateurs ne tiennent compte que des heures de nuit (22H - 6H) pour charger l'accumulateur de façon à permettre une déchar ge statique ou dynamique de l'énergie accumulée, de 6 heures à 22 heures. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention de l'Intégrateur Economiseur d'énergie Electrique prend effet à ce stade. l'accumulateur est donc chargé sans tenir compté des apports gratuits extérieurs de la journée. Les pavillons, immeubles, hotels, hôpitaux, écoles, etc... recoivent pendant la journée des apports gratuits impor tants essentiellement dus au soleil. Ceci, indépendamment, d'une température extérieure de nuit très basse. Les procédés actuels ne tiennent pas compte de ces apports. EXEMPLE : un accumulateur chargé a' 100 % une nuit très froide, et ne se chargeant que de 50 % la journée, se retrouve la nuit suivante, être chargé à 100 %0 La décharge statique due au rayonnement, a donner des degrés superflus aux habitations, et seule l'ouverture des fenêtres va permettre de retrouver les degrés néces saires et requis (19 ). L'INTEGRATEUR ECONOMISEUR D'ENERGIE ELECTRIQUE monté en complément de n'importe quel type de régulateur, permet de 6 heures à 22 heures, soit pendant SEIZE HEURES, d'enregistrer tous les temps de charge donnés par le régulateur. I1 fait - la somme de ces temps - les met en mémoire - les maintient, gracie à une batterie autonome (Cd Ni) munie d'un chargeur, même pendant un manque de tension. - et les enregistre sous forme de pourcentage en divisant instantanément leur durée par deux. A ltarrivée des heures creuses, soit 22 heures, 1'INTE- ORATEUR ECONOMISEUR D'ENERGIE ELECTRIQUE, a ramené sur huit heures le temps de chauffe calculé sur seize heures. I1 connaît la durée exacte d'enclenchement de organe de commande fournissant l'énergie électrique. A 22 heures, un deuxième compteur vient à la rencontre du pourcentage de chauffage à donner. A légalité des deux compteurs. moins 1%, l'Intégrateur Economiseur d'énergie Electrique donne l'ordre d!'enclenchement, et un seul ordre, au lieu des 48 ordres consécutifs donnés par les procédés actuels. Le fait de calcuier la somme totale des durées de chauffe pendant~les seize heures (6h - 22h) nous fait tenir compte dês apports extérieurs. Tout se passe comme si le chauffage était régulé, la journée, en fonction de la température extérieure. Cette énergie ne pouvant pas être fournie en dehors des heures creuses pour une raison de tarification, l'Inté- grateur Economiseur dlEnergie Electrique; la met en mémoire et la restituera à l'échelle 1/2, la nuit, pendant les 8 heures d'heures creuses. C'est à ce stade que 1'INTEGRATEUR ECONOMISEUR D2ENERGIE ELECTRIQUE économise le surplus d'énergie donné aveuglé- ment par un régulateur seul. Des essais effectués en collaboration avec le SERVICE INSTRUMENTATION ET MESURES DU MINISTERE DE L'INDUSTRIE, ont démontré que l'Intégrateur Economiseur d'Energie Electrique arrive suivant les secteurs géographiques à économiser de 20 à 45% de lBénergie fournie Ear les procédés actuels. De par le fait, que l'ordre donné par llINTEGRATEUR ECONOMISEUR D'ENERGIE ELECTRIQUE est à ltegalité moins 1, un bâtiment équipé de cet ensemble (régulateur + intégrateur) va réagir de la façon suivante - si la température extérieure pendant les 16 heures (6h - 22h) est inférieure à la consigne réduite de ltécart, le compteur de 1)Intégrateur Econo miseur d'Energie Electrique, va noter 99% de charge. - à 22 heures le compteur de restitution se trouve à 99. l'ordre d'enclenchement sera donné légalité moins UNE unité, c'est à dire, à 98 du compteur de restitution. Nous verrons plus loin que cette unité de différence vaut 4,8 minutes. De ce fait, l'appel important de la puissance de chauffe fournie par E.D.F. à 22 heures, sera toujours décalé d'UNE unité au moins, de DEUX au plus, ceci dans le cas où l'intégrateur aura enregistré 99% de chauffe à restituer. Le compteur d'intégration des 16 heures (6H-22H) est gradué de O à 99. 1 unité = 1% et représente 16 X 60 = 9,6 minutes d'intégration 100 Le compteur de restitution en 8 heures (22h-6h) est gradué de 99 à 0. 1 unité = 1% et représente : 8 x 60 = 4,8 minutes de restitution 100 DESCRIPTION DE L'INTEGRATEUR ECONOMISEUR D'ENERGIE ELECTRIQUE En se référant è la figure représentant la face avant sur laquelle 1 est le compteur numérique d'intégration 2 est le voyant de signalisation du Top à intégrer 3 est le voyant de signalisation de ltékat du relais de sortie 4 est l'interrupteur de forçage du relais de sortie 5 est le voyant de signalisation de la présence des heures creuses 6 est le compteur numér=$ue de restitution LlIntégrateur Ecowomiseur d'Energie Electrique pour Chauffage à accumulation se compose de deux parties débrochables :: - le socle qui se fixe sur un support - l'ensemble électronique qui vient se brocher sur le socle et msintenu par deux vis de fixation. Les compteurs électroniques sont sauvegardés par une batterie CADMIUM NICKEL, équipée d'un chargeur incorporé. De cette façon, si une interruption de tension du réseau, ou microcoupure, pertube le temps d'intégration, le compteur garde le total des temps enregistrés (temps de la sauvegarde : 48 heures). L'électronique possède 4 interrupteurs d'accès réservé à l'installateur professionnel / - 2 interrupteurs qui ont pour effet respectif, lors d'une démonstration ou d'une vérification, de chan ger le poids des compteurs, c1 est à dire, de rendre la vitesse de défilement des compteurs numériques identique, à savoir 1% d'intégration = 1% de restitution = 1 seconde. - 1 interrupteur qui permet, durant le stockage, le trans port et pour i'arrêt électrique de l'intégrateur, de sectionner~le circuit de la batterie. - 1 interrupteur pour remettre les 2 compteurs numériques à zéro. En face avant de l'appareil, un interrupteur permet l'enclenchement manuel de organe de commande. La partie du socle à raccorder, comporte un bornier qui doit être alimenté comme suit : - Raccordement du réseau 220 volts - 50Hz - 10% - Raccordement du contact Heures Creuses E.D.F - Raccordement du contact du régulateur existant - Raccordement du relais de sortie pour la commande de l'organe délivrant la puissance. Le circuit total de lssélectroniqus est protégé par un fusible sur le circuit imprimé. EXPOSE D'UN MODE DE REALISATION Ci-joint photocopie d'un procès-verbal rédigé par le SERVICE INSTRUMENTATION ET MESURES DU MINISTÉRE DE L'INDUSTRIE, en collaboration avec le SERVICE LABORATOIRE de l'E.D.F. GAP (05), résultant de l'essai réel de l'Intégrateur Economiseur d'Energie Electrique, sur l'ensemble d'une copropriété dont la puissance de chauf fage est de 780 KW. LOTISSEMENT " TERRASSES DE-FONS REGINA" 05000 GAP APPLICATION INDUSTRIELLE L'Intégrateur Economiseur d'Energïe Electrique trouve son application dans tous les domaines où le chauffage est électrique à accumulation, que l'accumulation se fasse - soit pour du plancher chauffant - soit pour de ltappareil à accumulation - soit pour de l'hydro-accumulation A tout moment, il peut être ajouté à un chauffage élec trique déjà existant, donc, vise le marché du chauffage mixte électrique déjà en place, car Al ne nécessite pas le remIa2ement du régulateur existant. De plus, il peut être prévu sur des installations de chauffage électrique mixte en cours de réalisation ou à réaliser, en l1incorporant au régulateur prévu. A notre connaissance, il ntexiste aucun moyen actuel capable de tenir compte des apports gratuits dans le domaine du chauffage électrique à accumulation. L'INTEGRATEUR ECONOMISEUR D'ENERGIE ELECTRIQUE atteint un--but évident, fruit dtun travail de mesures et. de mises au point, du à l'expérience dans le domaine du chauffage électrique. EXPOSE DES CARACTERISTIQUES TECHNIQUES LIntégrateur est construit avec les procédés qu'offrent la techniqueactuelle en matière d'électronique, à savoir: - circuit intégré - circuit imprimé double face à trous métallisés A ce jour, il est possible de réaliser, en arrivant aux mêmes résultats, un appareil fonctionnant à partir de moteurs synchrones et dtélectro-mécanique. A ce stade, affichage ett mécanique. Le brevet demande, se doit de couvrir ces deux possibi lités - Electronique - Electro-mécanique FORME DU PRODUIT : Les circuits électroniques sont insérés. dans un bottier plastique de forme parallélépipédique. La fabrication future, sera réalisée dans un bottier de type modulaire, encliquetable sur du rail DIN symètrique et assymètrique (pièce d'adaptation dans ce dernier cas). Si le boitier est modulaire, il pourra être en une selle partie avec un bornier à cage ou débrochable avec un bornier à plage. Le brevet se doit de couvrir la construction de cette invention dans un support dit "modulaire" bien adapté aux tableaux de distribution électrique pour le chauffage. REVENDICATIONS 1 - INTEGRATEUR ECONOMISEUR D'NERGIE ELECTRIQUE pour chauffage à atcumulation caractérisé en ce qufil se compose de deux parties débrochables, un socle se fixant sur un support et un ensemble électronique venant se brocher sur le socle. 2 - EGRATEUR selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte en face avant un compteur numérique d'intégration (1), un interrupteur de forçage (4) commandant~le relais de sortie, un compteur numé rique de restitution (6) et des voyants de signa lisation (2,3,5) indiquant le top à intégrer, l'état du relais de sortie et la présence des heures creuses. 3 - INTEGRATEUR selon l'ensemble des revendications pré cédentes caractérisé en ce que l'ensemble électro nique possède 4 interrupteurs d'accès, deux interrup teurs pouvant changer le poids des compteurs, un interrupteur pour l'arret de l'intégrateur et un interrupteur de remise à zéro des deux compteurs numériques.