Brevet FR2551567A1 — publié le 19850308

La présente invention concerne un interface de commande et de régulation de température et d'hygrométrie. On connaît de nombreux dispositifs régulateurs de température, sensibles à la différence existant entre un signal de consigne de température et un signal de mesure de température délivré par un capteur, ces régulateurs produisant un signal de régulation de température d'amplitude variable, fonction de cette différence Il en est ainsi notamment des régulateurs du type Pl (propor10 tionnel intégrateur) Le signal de régulation de température ainsi obtenu sert généralement à commander des moyens de chauffage à puissance variable, notamment des moyens électriques de chauffage. On connaît de même de nombreux dispositifs 15 régulateurs d'hygrométrie, sensibles à la différence existant entre un signal de consigne d'hygrométrie et un signal de mesure d'hygrométrie délivré par un capteur, ces régulateurs produisant un signal de régulation d'hygrométrie en fonction de la différence ainsi constatée. Ces régulateurs sont généralement du type P (proportionnel) et servent à commander des moyens de commande de ventilation, par exemple des ventilateurs dont le débit d'extraction est variable. La régulation simultanée de ces deux paramètres, 25 température et hygrométrie, pose très fréquemment de nombreux problèmes lorsque les régulateurs sont indépendants l'un de l'autre. C'est le cas notamment des locaux d'élevage o une forte production de chaleur latente durant l'hiver impose de maintenir un niveau suffisant de ventilation pour conserver une hygrométrie acceptable pour les animaux; ces locaux étant par ailleurs chauffés en hiver, on observe fréquemmrent une mauvaise coordination entre les deux actions (chauffage et ventilation) ce qui se traduit souvent par une ventilation à fort débit en mime temps qu'un chauffage à forte puissance Un des buts de 1 'invention est de remédier à ces inconvénients, en améliorant la régu5 lation en température et en hygrométrie du local, évitant par ailleurs un gaspillage d'énergie Cette gestion conjointe de la température et de 1 'hygrométrie s'applique également au domaine de l'habitat et au secteur tertiaire o les problèmes de régulation du chauffage et de la ventilation sont du mâme type, mais avec des points de consigne diffé10 rents. Pour cela, l'invention propose un interface coopérant avec le régulateur de température et le régulateur d'hygrométrie (en entrée) et avec les moyens de commande de chauffage et les moyens de c=mande de ventilation (en sortie). L'interface est tout d'abord susceptible de passer d'une position d'été à une position d'hiver selon que le signal de mesure de température est supérieur ou inférieur, respectivement, à une valeur prédéterminée de changement de consigne On opère ainsi une discrimination préalable entre les conditions de régulation d'été (chauffage hors service) et les conditions de régulation d'hiver (chauffage en service), le passage d'une position à l'autre s'effectuant autour d'un "point mort" par exemple situé aux alentours de 20 C. En position d'été, l'interface délivre aux moyens régulateurs de température un signal de régulation d'été, et délivre aux moyens de commande de ventilation un signal de commande de ventilation inversement proportionnel au signal de régulation de température délivré par les 30 moyens régulateurs de température. On assure ainsi une régulation de température par action sur la ventilation. En position d'hiver, l'interface permet par contre de délivrer aux moyens régulateurs de température un signal de consigne de température d'hiver (différent du signal de consigne de température d'été) et de délivrer aux moyens de commande de chauffage un signal de commande de chauffage directement proportionnel au signal de régulation de température délivré par les moyens régulateurs de température. On maintient ainsi, par action sur le chauffage, la température à sa valeur de consigne définie par le régulateur de température, le signal de consigne étant 10 différent de celui déterminé pour la période d'été. Avantageusement, en position d'hiver, l'interface délivre en outre aux moyens de commande de ventilation un signal de commande de ventilation proportionnel au signal de régulation d'hygrométrie, ce signal de commande de ventilation étant limité à une valeur supérieure inversement proportionnelle à l'amplitude du signal de régulation de température délivré par les moyens régulateurs de température. On limite ainsi la ventilation en fonction de 20 l'intensité du chauffage, cette limitation étant d'autant plus stricte que le chauffage est plus intense. De préférence, il est prévu en outre des moyens pour limiter le signal de commande de ventilation à une valeur inférieure prédéterminée, cette limitation étant 25 réalisée aussi bien en position d'été qu'en position d'hiver Ceci permet d'éviter que la régulation apporte une gêne aux occupants du local, puisqu'il est possible de maintenir un débit minimum d'extraction. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée cidessous d'un mode de réalisation, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique de l'interface selon l'invention et des circuits avec lesquels il coopère, la figure 2 est un schéma électronique d'un mode de réalisation de cet interface. La figure 1 montre le régulateur de température 10 qui, en fonction de la différence existant entre un signal de mesure de température SMT et un signal de consigne de température SCT, délivre un signal de régu10 lation de température SRT fonction de la différence constatée Le régulateur est par exemple du type Pl (proportionnel intégrateur), le signal SST commandant le sens d'action du régulateur (proportionnel direct ou proportionnel inverse). Le régulateur d'hygrométrie 20 détermine la différence entre un signal de mesure d'hygrométrie SMH et un signal de consigne d'hygrométrie SCH et délivre un signal de régulation d'hygrométrie SRH en fonction de cette différence Ce régulateur est par exemple du type P (proportionnel), le signal de régulation étant directement proportionnel à la différence mesurée. La référence 30 désigne des moyens de commande de chauffage, par exemple une vanne de courant pour commande d'un chauffage électrique; ces moyens permettent 25 la commande d'une puissance de chauffe (variable) en fonction d'un signal de commande de chauffage SCC. Les moyens de commande de ventilation 40 sont par exemple des moyens de commande d'un système de ventilation à débit variable Le débit varie en fonction d'un signal de commande de ventilation SCV, le cas échéant avec maintien d'un seuil minimum de ventilation SVM. Le régulateur 50 selon l'invention est relié aux différents organes précédemment décrits; il reçoit du régulateur de température les signaux SMT et SRT et lui délivre les signaux SST et SCT; il reçoit de même du régulateur d'hygrométrie le signal SRH Par ailleurs, il délivre aux moyens de commande de chauffage et de ventilation les signaux SCC et SCV, respectivement. La figure 2 montre de façon détaillée la structure de cet interface 50. Le signal de mesure de température SMT est tout 10 d'abord amplifié et comparé, dans les étages 100 et 110, à un signal de point mort de température SPMT correspondant à la température auquel s'effectuera le changement de consigne, c'est-à-dire le passage de la position d'été à la position d'hiver Ce signal SPMT est par exemple dé15 terminé par un montage à trois potentiomètres 101, 102, 103 de façon à permettre un réglage fin du point mort entre et 25 , par exemple. En sortie de l'étage 110, on dispose ainsi d'une tension positive en été (lorsque la température 20 mesurée est supérieure au point mort) et d'une tension négative en hiver (dans le cas contraire). En été, le transistor 121 est conducteur, excitant le relais 120 de manière à provoquer la fermeture des contacts 130, 140, 150 et 160. (Ici et dans la suite, les contacts des relais sont tous représentés sur la figure 2 en position de repos, c'est-à-dire pour un relais non excité). Le contact 130 détermine le sens d'action du régulateur de température (position 131: sens direct en 30 hiver; position 132: sens inverse en été) Le contact, définit la consigne (position 141: température de consigne d'hiver définie par le potentiomètre 143; position 6 25 2551567 142: température de consigne d'été définie par le potentiomètre 144) Le contact 150 détermine l'action à réguler en fonction de la température (position 151: régulation du chauffage en fonction de la température, en hiver; position 152: régulation de la ventilation en fonction de la température, en été) Enfin, le contact 160 permet la mise à la masse de la borne 151 ou 152 non commutée par le contact 150 Ce contact 160 permet en particulier de mettre hors service le chauffage en position d'été. Une seconde série d'étages de l'interface 50 permet de limiter la ventilation en fonction du chauffage, lorsque ce dernier est en service Cette limitation est une limitation supérieure, qui intervient dans le cas o le signal de régulation d'hygrométrie SRH (appliqué à l'une 15 des entrées de l'étage comparateur 210), est supérieur à une valeur limite autorisée, c'est-à-dire une valeur correspondant à un taux de régulation maximal du chauffage, diminuée de la valeur correspondant au taux effectif de régulation de température. Cette valeur limite,variable,est obtenue au moyen de l'étage soustracteur 200, qui reçoit à son entrée inverseuse le signal de régulation de température SRT, et à son entrée directe un signal SRTM correspondant à une régulation au taux maximal; ce signal SRTM est un signal 25 invariable, fixé par le potentiomètre 201 On notera que, en position d'été, le contact 160 met à la masse l'entrée de l'étage 200 qui recevait précédemment le signal de régulation de température; cette mise à la masse fait en sorte que la limnitation de la ventilation ne pourra jamais 30 intervenir en été. Lorsque la limitation intervient, une tension positive apparaît en sortie de l'étage 210, ce qui rend passant le transistor 221 et excite le relais 220; celuici provoque la fermeture du contact 230 De cette manière, en l'absence de limitation, le signal de régulation d'hygrométrie SRH est transmis directement aux moyens de commande de ventilation (position 231 du contact 230) Par contre, lorsque la limitation intervient, le signal qui est transmis aux moyens de commande de ventilation est le signal obtenu en sortie de l'étage 200,c'est-à-dire un signal correspondant à la valeur limite, variable (position 232 du 10 contact 230). La valeur supérieure de limitation du signal de commande de ventilation, obtenue dans cet exemple d'application par soustraction du signal de régulation de température réele(SRT) à un signal (SRTM) correspondant à un signal de régulation de température maximale,peut bien sûr être obtenue par toute application de fonction,linéaire ou nonreliant ce signal de chauffage à la limite supérieure du signal de ventilation. Une troisième série de circuits permet d'obtenir 20 une ventilation forcée en fonction de la température intérieure En été, en effet, le régulateur de température n'agit plus sur le chauffage, mais sur la ventilation. Pour maintenir cependant une hygrométrie convenable, on va comparer (toujours en position d'été) les signaux de régulation de température et d'hygrométrie SRT et SRH grâce à l'étage comparateur 310 Si le signal SRH est supérieur au signal SRT, une tension positive apparaît en sortie du comparateur 310, le transistor 321 est rendu passant et le relais 320 est excité Ceci provoque la fermeture du 30 contact 330 dans la position 332: c'est alors le signal de régulation d'hygrométrie SRH qui est transmis pour la commande des moyens de ventilation Dans le cas contraire, le relais n'est pas excité et c'est le signal de régulation 8 2551567 de température SRT qui commande la ventilation (position 331 du contact 330). On notera que, en hiver, la borne 152 est mise à la masse par le contacteur 160 De cette manière, il apparaîtra en permanence une tension positive en sortie du comparateur 310, de sorte que le relais 320 sera toujours excité et que la régulation ne pourra jamais être obtenue en fonction de la température, mais uniquement en fonction de l'humidité (avec éventuellement application d'une limitation). Par ailleurs, il peut être prévu entre l'interface 50 précédemment décrit et le circuit de commande de ventilation 40 un circuit intercalaire (non représenté) permettant de maintenir le signal de commande de ventila10 tion appliqué à l'entrée du circuit 40 àune valeur minimale pour éviter toute gêne des occupants du local, par exemple un minimum de ventilation fixé à 30 %, cette valeur pouvant être éventuellement ajustée en fonction des besoins. REVENDICATIONS 1 Un interface de commande et de régulation de température et d'hygrométrie, cet interface coopérant avec: des moyens régulateurs de température ( 10) produisant un signal de régulation de température (SRT) en fonction de la différence existant entre un signal de consigne de température (SCT) et un signal de mesure de température (SMT), des moyens régulateurs d'hygrométrie ( 20), produisant un signal de régulation d'hygrométrie (SRH) en fonction de la différence existant entre un signal de consigne d'hygrométrie (SCH) et un signal de mesure d'hygrométrie (SMH), des moyens de commande de chauffage ( 30), fonctionnant 15 en réponse à un signal de commande de chauffage (SCC), des moyens de commande de ventilation ( 40), fonctionnant en réponse à un signal de commande de ventilation (SCV), caractérisé en ce que cet interface de commande ( 50) est propre à passer d'une position d'été, lorsque le signal de 20 mesure de température est supérieur à une valeur prédéterminée (SPMT) de changement de consigne, à une position d'hiver, lorsque le signal de mesure de température est inférieur à cette valeur, cet interface permettant, en position d'été: de délivrer aux moyens régulateurs de température un signal de consigne de température (SCT) d'été, de délivrer aux moyens de commande de ventilation un signal de commande de ventilation (SCV) inversement proportionnel au signal de régulation de température (SRT) 30 délivré par les moyens régulateurs de température, 1 O 2 52551567 tandis qu'il permet, en position d'hiver: de délivrer aux moyens régulateurs de température un signal de consigne de température (SCT) d'hiver, différent du signal de consigne de température d'été, de délivrer aux moyens de commande de chauffage un signal de commande de chauffage (SCC) directement proportionnel au signal de régulation de température (SRT) délivré par les moyens régulateurs de température. 2 Un interface selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en position d'hiver, il délivre en outre aux moyens de commande de ventilation un signal de commande de ventilation (SCV) proportionnel au signal de régulation d'hygrométrie (SRH), ce signal de commande de ventilation étant limité à une valeur supérieure inverse15 ment proportionnelle à l'amplitude du signal de régulation de température (SRT) délivré par les moyens régulateurs de température 3 Un interface selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valeur supérieure de limitation du signal de commande de ventilation est obtenue par soustraction du signal de régulation de température réel (SRT) à un signal (SRTM) correspondant à un signal de régulation de température maximal, et par comparaison du résultat au signal de régulation d'hygrométrie (SRH), le signal de commande de ventilation étant déterminé à partir de celui des deux signaux comparés ayant la valeur la moins élevée. 4 Un interface selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu en outre des moyens pour limiter le signal de commande de ventilation à une valeur 30 inférieur (SVM) prédéterminée, cette limitation étant réalisée aussi bien en position d'été qu'en position d'hiver. 1 1 2551567 Un interface selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il permet en outre, en position d'été, de substituer au signal de régulation de température (SRT) le signal de régulation d'hygrométrie (SRH) lorsque ce dernier est supérieur au précédent.