Brevet FR2552210A1 — publié le 19850322

Procédé et dispositif de décalage de l'enclenchement d'une puissance de chauffe dans un chauffe-eau La présente invention concerne un procédé de décalage de ltenclen- chement d'une puissance de chauffe dans un chauffe-eau Elle concerne aussi un dispositif de mise en oeuvre du procédé, le chauffe-eau étant muni d'un élement chauffant, d'un thermostat de régulation, et étant alimente' en puissance par l'intermédiaire dsun relais. La pointe de puissance appelée en début de période dite "d'heures creuses" (tarification EDF), devient excessive et elle ne peut plus être satisfaite. La distribution du courant doit donc être répartie au mieux le long de cette période d'heures creuses. Il existe delà des procédés de décalage. Un premier proeédé connu est un proeédé d'enclenchement de la charge en fonction de la température moyenne mesurée en un point particulier du chauffe-eau. La position de ce point particulier est obtenue à la suite d'essais mesurant l'énergie moyenne résiduelleS et ce procédé cherche à décaler l'enclenchement proportionnellement à cette énergie. Mais la difficulté d'obtenir une position optimum du point particulier de la prise de température, rend ce procédé complexe. Un autre procédé ne tenant pas compte de l'énergie moyenne reste duelle, et considérant que les premières heures sont celles pendant lesquelles il faut délester, n'enclenche que la moitié de la puissance habituelle du chauffe-eau, par exemple 6 watts/litre de capacité, pendant les deux, trois ou quatre premières heures, et 1,5 fois la puissance habituelle (soit par exemple 18 watts/litre de capacité) en fin de nuit pour permettre la charge des appareils dont l'énergie restante était la plus basse avant la fin de période d'heures creuses. Mais ce procédé aveugle nécessite d'augenter la puissance globale des appareils pour permettre la chauffe normale. La présente invention permet de supprimer les inconvénients des procédés antérieurs, en proposant un dispositif simple permettant d'amé- liorer la répartition de la puissance globale de charge nécessaire à tous les chauffe-eau d'une meme zone de distribution. Le procédé salon l'invention est caractériss en ce qu'au cours d'une période d'heures creuses, on déclenche la puissance de chauffe par l'intermédiaire d'un détecteur de température ou par l'intermédiaire d'une minuterie suivant l'état thermique du chauffe-eau. De préférence, il présente également l'une des caractéristiques suivantes - dans un chauffe-eau dont la quantité d'eau chaude soutirée avant la période d'heures creuses est importante, on déclenche la puissance de chauffe par l'intermédiaire du détecteur de température dans une période comprise entre le début de la période d'heures creuses et un temps de décalage prédéterminé. - dans un chauffe-eau dont la quantité d'eau chaude soutirée est faible, on déclenche la puissance de chauffe par l'intermédiaire de la minuterie à partir d'un temps de décalage prédéterminé. Le dispositif de mise en oeuvre est caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur de température placé le long du chauffe-eau, et une minuterie, tous deux déclenchant séparément la puissance de chauffe. Avantageusement, il présente l'une des caractéristiques suivantes - la position du détecteur, le long du chauffe-eau, détermine la durée du temps de décalage. - le détecteur est placé à environ 60% de la hauteur totale du chauffe-eau à partir de l'entrée d'eau froide. - le temps de décalage est égal à environ 40% de la durée totale de la période d'heures creuses. - la quantité d'eau chaude soutirée au début de la période d'heures creuses étant supérieure à environ 60% de la masse d'eau totale, le détecteur de température commande la fermeture des interrupteurs d'un relais, déclenchant ainsi la puissance de chauffe dans l'élément chauffant, - la quantité d'eau chaude soutirée au début de la période d'heures creuses étant inférieure à environ 60% de la masse d'eau totale, le détecteur de température reste ouvert et l'élément chauffant n'est pas alimenté, - après un temps de décalage égal à environ 40%, la minuterie commande la fermeture des interrupteurs du relais déclenchant ainsi la puissance de chauffe dans l'élément chauffant. Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence à la figure unique du dessin annexé, un dispositif de décalage selon l'invention. Dans cette figure unique, le chauffe-eau 10 comporte, dans sa partie haute une sortie d'eau chaude 12, dans sa partie basse une entrée d'eau froide 11 et un élément chauffant 13. Cet élément chauffant est alimenté par une source d'alimentation 14 munie d'un relais 15 et commandé par un thermostat de régulation 19. Le relais possède une bobine 16 et deux interrupteurs 18, 19. Ce chauffe-eau 10 se divise généralement en deux masses d'eau, une masse d'eau chaude 8 située en haut du chauffe-eau et une masse d'eau froide 9 située en bas. Par un phénomène de stratification, ces deux masses ne se mélangent que très légèrement aux environs d'une ligne 7 se déplaçant donc le long du chauffe-eau. Le dispositif de décalage 20 se compose d'un détecteur de température 21, permettant donc de connaître la position de la ligne 7, c'est-à-dire de savoir si la masse d'eau chaude restante est importante pour se dispenser de mettre en chauffe pendant un temps proportionnel à la masse d'eau chaude située au-dessus du détecteur de température. Ce temps de décalage de l'enclenchement de la puissance de chauffe est donc obtenu à l'aide d'une minuterie 22, si la masse d'eau chaude restante est égale ou supérieure à la masse d'eau chaude située au-dessus du détecteur de température. Avantageusement, la position statistiquement optimum du détecteur de température sera déterminée en fonction des relevés statistiques de consommation. Par exemple, si en moyenne la consommation des ménages est de 50% de la capacité des chauffe-eau, en plaçant le détecteur de température à une hauteur telle que l'on n'enclenche immédiatement la puissance de chauffe que si plus de 60% de la capacité d'eau à été soutirée, on peut estimer qu'un peu plus de 50% des appareils n'enclencheront pas, compte tenu de la répartition quasi-gaussienne de la consommation des ménages. A partir de cet exemple, le procédé selon l'invention se déroule donc de la manière suivante : au début de la période d'heures creuses, deux cas peuvent se présenter - dans le cas où la masse d'eau soutirée est supérieure à 60% de la masse d'eau totale, le détecteur 21 se ferme au contact de l'eau froide et alimente la bobine 16 du relais 15 qui ferme les interrupteurs 17, 18, et le thermostat 19 étant fermé, l'élément chauffant 13 est donc sous tension, et ceci pour une durée de 8 heures correspondante à la période d'heures creuses (22 heures - 6 heures). - dans le cas où la masse d'eau soutirée est inférieure à 60% de la masse d'eau totale, le détecteur 21 reste ouvert et le décalage est alors réglé pour une durée égale à 110% du temps de chauffe total du chauffe-eau, c'est-à-dire 3 h 12 min.. C'est donc à 1 h 12 min. du matin que la minuterie 22 ferme l'interrupteur 25 et alimente la bobine 17 du relais 15 qui fermera les interrupteurs 18, 19. Le thermostat 19 étant fermé, l'élément chauffant 13 est alors sous tension et ceci jusqu'à 6 heures du matin. Sans sortir du cadre de l'invention, le détecteur de température 21, pourra être, par exemple, l'organe sensible d'un thermostat électromécanique ou électronique ou tout autre dispositif permettant de détecter que la masse d'eau chaude est au moins au niveau de température prédéterminé. La minuterie pourra être par exemple une minuterie électromécanique, électronique, ou tout autre dispositif de comptage de temps, et elle pourra être réalisée de manière à revenir à zéro dès l'interruption du signal heures creuses (phase pilote), pour éviter la chauffe pendant les heures pleines et permettre le décalage lors de la prochaine période d'heures creuses. REVENDICATIONS 1/ Procédé de décalage de l'enclenchement d'une puissance de chauffe dans un chauffe-eau (10), caractérisé en ce que, au cours d'une période dite "d'heures creuses", on déclenche la puissance de chauffe par l'intermédiaire d'un détecteur de température (21) ou par l'intermédiaire d'une minuterie (22) suivant l'état thermique du chauffe-eau. 2/ Procédé de -décalage selon la revendication 1, dans un chauffe-eau dont la quantité d'eau chaude soutirée avant la période d'heures creuses est importante, caractérisé en ee qu'on déclenche la puissance de chauffe par l'intermédiaire du détecteur de température (21) dans une période comprise entre le début de la période d'heures creuses et un temps de décalage prédéterminé. 3/ Procédé de décalage selon la revendication 1, dans un chauffe eau dont la quantité d'eau chaude soutirée est faible, caractérisé en ce qu'on déclenche la puissance de chauffe par l'intermédiaire de la minuterie (22) à partir d'un temps de décalage prédéterminé. 4/ Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, le chauffe-eau étant muni d'un elément chauffant (13), d'un thermostat de régulation (19), et étant alimenté en puissance par l'in termédiaire dgun relais (15), caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur de température (21) placé le long du chauffe-eau et une minuterie (22), tous deux déclenchant séparément la puissance de chauffe. 5/ Dispositif selon la revendication 4 9 caractérisé en ce que la posig tion d détecteur (21), le long du chauffe-eau, détermine la durée du temps de décalage. bX Dispositif selon l'une des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que le détecteur est placé à environ 60% de la hauteur totale du chauffe-eau à partir de l'entrée d'eau froide (11) 7/ Dispositif selon la revendication 6, caractérisé on ce que le temps de décalage est egal à environ 40% de la durée totale de la période d'heures creuses. 8/ Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, caractérise en ce que la quantité d'eau chaude soutirée étant supérieure à 60% de la masse d'eau totale, le détecteur de température commande la fermeture des interrupteurs 17, 18 déclenchant ainsi la puissance de chauffe dans l'élément chauffant (13). 9/ Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la quantité d'eau chaude soutirée étant inférieure à 60% de la masse d'eau totale, le détecteur de température reste ouvert et l'élément chauffant n'est pas alimenté. 10/ Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que, après un temps de décalage égal à environ 110%, la minuterie (22) commande la fermeture des interrupteurs 17, 18 déclenchant ainsi la puissance de chauffe dans l'élément chauffant (13).