Brevet FR2557270A1 — publié le 19850628

" Procédé pour régler la température dans une chaudière chauffée au gaz, notamment une chaudière de chauffage central". L'invention part d'un procédé pour régler la température dans une chaudière chauffée au gaz, notamment une chaudière de chauffage central, procédé dans lequel la puissance d'un brûleur est adaptée aux besoins en chaleur du moment depuis la valeur nominale de cette puissance jusqu'à, en allant vers le bas, une valeur de seuil de charge partielle prédéfinie, par étranglement de l'alimentation en gaz combustible, et en dessous de cette valeur de seuil par une interruption priodique de l'alimentation en gaz combustible ainsi étranglé, procédé dans lequel, en outre, ce que l'on appelle une quantité de gaz de démarrage est amenée au brd- leur pendant un temps prédéfini, quels que soient les besoins en chaleur du moment, pour permettre un allumage sûr lors de la mise en route, cette quantité de gaz de demarrage étant mesurée plus largement que la quantité de gaz combustible correspondant à la valeur de seuil en charge partielle, et procédé dans lequel, en outre, le régulateur déclenche un signal de démarrage pour le brûleur, lorsqu'après une coupure de la régulation, la déviation de la valeur de consigne de la température a atteint une valeur limite prédéfinie. Dans un procédé connu de ce type, le régulateur, après une coupure de la régulation, ne déclenche à nouveau le signal de démarrage pour le brûleur que lorsque la dévia tion de la valeur de consigne de la température atteint la grandeur de l'écart de réglage subsistant, qui s'établit pour des besoins de chaleur correspondant à la quantité de gaz d'allumage excédentaire. Il peut alors se produire dans les périodes de faibles besoins en chaleur, avec une température de chauffage basse, des franchissements importants vers le bas du point de rosée et des phénomènes de corrosion sur les surfaces de transmission de la chaleur de la chaudière.Pour élever le point de rosée, il est connu dans les chaudières de chauffage central XDE-A1-31 06 773), de limiter après chaque mise en route du brûleur, l'alimentation en combustible pendant au moins une minute à une valeur correspondant au plus à la puissance de démarrage, et de maintenir pendant ce temps l'alimentation en air comburant à une valeur correspondant au moins à la puissance nominale. Avec ces dispositions, la limite de point de rosée peut être abaissée jusqu'à environ 280C, de sorte que la chaudière de chauffage central peut être prévue pour une température d'alimentation de par exemple 300C. Le procédé conforme à l'invention est caractérisé en ce que la valeur limite déclenchant le signal de démarrage du régulateur pour la déviation de la valeur de consigne de la température intervenant après coupure de la régulation, est choisie plus petite que l'écart de réglage subsistant, qui s'établit pour des besoins en chaleur plus élevés correspondants à la quantité de gaz de démarrage, et en ce que, il est appliqué au régulateur, pendant un temps prédéterminé, un signal d'entrée correspondant à cet écart de réglage subsistant, lorsque la déviation de la valeur de consigne a atteint la-valeur limite. Ce procédé présente l'avantage que la qualité de la régulation dans le cas d'une chaudière réglée en permanence dans la zone à deux points peut être améliorée et qu'en outre, la limite de la formation de condensat au point de rosée peut être abaissée en fonctionnement normal jusqu'à environ 25 C. Cet avantage peut outre également obtenu conformément à l'invention, dans le cas de chaudières de chauffage central avec un brûleur exploité à la pression atmosphérique. Une chaudière réglée selon le procédé conforme à l'invention, convient en conséquence de préférence comme source de chauffage pour des chauffages par le sol car il n'est pas nécessaire d'avoir un mélangeur ou bien un échangeur thermique intermédiaire pour limiter la température d'alimentation à environ 250C. Grâce à l'abaissement sans problème de la température d'alimentation et l'étroite adaptation de la puissance thermique aux besoins en chaleur, la suroscillation de la température de chauffage est supprimée gracie à quoi le degré d'utilisation annuel de l'installation du chauffage est augmenté. Les pertes de chaleur surproportionnelles survenant lors de l'ajustement d'une température excessive ne se produisent pas. Dans le cas de chaudières de chauffage central comportant un breur à soufflante, il est particulièrement avantageux en ce qui concerne l'abaissement de la limite du point de rosée, que pendant au moins une minute, lors du réenclenchement, la moitié seulement de la quantité de carburant soit amenée au brûleur et que l'alimentation en air comburant soit maintenue pendant au moins une minute, de préférence pendant six minutes à une valeur correspondante au moins à la puissance nominale. Conformément à l'invention, le dispositif de régulation pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention est caractérisé en ce que, à un conducteur d'entrée du régulateur transmettant le signal de tension de valeur réelle du détecteur de température, est raccordée l'entrée non inversée d'un premier amplificateur différentiel, qui devient conducteur lorsque le signal de tension de valeur réelle correspond à la valeur limite prédéfinie de la déviation de la valeur de consigne, la sortie de cet amplificateur différentiel étant reliée par l'intermédiaire d'un organe RC à l'entrée non inversée d'un second amplificateur différentiel qui devient conducteur avec le premier amplificateur différentiel et qui applique dès lors une tension d'alimentation à un circuit diviseur de tension relié à l'entrée non inversée d'un troisième amplificateur différentiel, grâce à quoi ce troisième amplificateur différentiel devient conducteur et transmet au conducteur d'entrée du régulateur le potentiel du diviseur de tension qui lui est appliqué côté entrée. La durée de ce processus est déterminée par l'organe RC et est fixée dans le cas de l'exemple de réalisation avec le brûleur fonctionnant à la pression atmosphérique avantageusement à environ 20 secondes. Les parties supplémentaires de circuit qui ont été décrites peuvent être intégrées dans le circuit de la chaudière ou être rassemblées pour constituer un module séparé enfichable. Un exemple de réalisation d'un système de régulation fonctionnant selon le procédé conforme à l'invention, est représenté sur la figure unique ci-jointe et décrit plus en détail dans la description ci-après. Une chaudière de chauffage central 10 comporte un bruleur à gaz atmosphérique 12 en forme de grille raccordé par l'intermédiaire dtune canalisation 14 à un réseau de gaz. La chaudière 10 est reliée par l'intermédiaire de raccordements 16, 18, sans branchement intermédiaire d'un mélangeur, au réseau de canalisations d'un chauffage par le sol ou bien d'une installation de chauffage normale, dont la température d'alimentation peut être réglée vers le bas jusqu'à 250C. La canalisation 14 passe par une soupape de carburant 20 commandée par un régulateur 22. Pour détecter la température de la chaudière, on utilise un détecteur de température 24 revêtant la forme d'une résistance dépendant de la températu- re et qui applique au régulateur 22 , par l'intermédiaire d'un conducteur 26, un signal de tension de valeur réelle. Le régulateur 22 commande, par l'intermédiaire de la soupape à gaz 20, la puissance du brflleur à gaz 12, de sorte que la température de la chaudière soit maintenue indépendamment des besoins en chaleur ou de prélèvements de chaleur du moment, à une valeur de consigne prédéterminée W. Cette valeur de consigne peut aussi, éventuellement, être pilotée par la température extérieure et/ou par d'autres paramètres influençant les besoins en chaleur. Dans une zone de charge s'étendant entre 100 et 25 % de la puissance nominale, le brûleur à gaz 12 est constamment maintenu en fonctionnement et commandé par un étranglement plus ou moins prononcé de la soupape à gaz 20. Dans la zone de charge se situant au-dessous, la puissance est adaptée à la demande de chaleur du moment par enclenchement et déclenchement du bradeur à gaz 12. Ce mode de fonctionnement du régulateur 22 est connu, de sorte que le régulateur n'est pas décrit plus en détail. Le régulateur 22 est en outre muni de moyens de commande également connus, qui lors de chaque enclenchement du brflleur à gaz 12 ou lors de chaque réenclenchement après coupure de la régulation, maintiennent pendant un temps prédéterminé la soupape à gaz 20 dans une position dans laquelle une quantité de gaz suffisante pour un allumage sûr, ce que l'on appelle la quantité de gaz de démarrage, s'écoule vers le brûleur à gaz 12. La quantité de gaz de démarrage est linitée pour une chaudière de chauffage connue à 65 ss de la quantité de gaz nominale, pour éviter par ailleurs un allumage avec déflagration du brûleur à gaz 12. Le temps prédéterminé pendant lequel la quantité de gaz de démarrage s'écoule vers le brûleur à gaz 12 est fixé dans le cas de l'exemple représenté, à 20 secondes. Dans le cas des systèmes de régulation connus du type initialement mentionné, les moyens de commande précités fonctionnent de façon qu'après une coupure de la régulation, ils ne ré-enclenchent le brûleur à gaz dans la zone de charge inférieure que lorsque la déviation de la valeur de consigne de la température atteint la grandeur de l'écart de régulation subsistant, qui s'établit pour un besoin en chaleur correspondant à la quantité de gaz de démarrage. La quantité de gaz de démarrage nécessaire détermine donc jusqu'ici, à l'intérieur de la gamme de réglage proportionnelle d'un appareil de chauffage avec une régulation de puissance constante, le point de démarrage et donc la chute de température vers la température de déclenchement. L'écart de réglage dans ces conditions de charge peut être de 60C ou davantage. Il en résulte dans la zone à deux points de la régulation, une qualité de régulation qui n'est pas satisfaisante dans tous les cas et qui tombe au-dessous du point de rosée. Pour améliorer la qualité de la régulation et pour éviter la formation de condensat au point de rosée, il est prévu dans l'exemple de réalisation décrit, un circuit supplémentaire désigné dans son ensemble par la référence 30, et qui est couplé au conducteur 26 aboutissant à l'entrée du régulateur. Ce circuit supplémentaire 30 peut être intégré dans le circuit de la chaudière ou bien être réalisé sous forme d'un module supplémentaire distinct enfichable. Le circuit supplémentaire 30 est en particulier constitué comme suit Âu conducteur 26 du régulateur 22 est raccordée par l'intermédiaire d'une résistance 32, l'entrée non-inversée d'un premier amplificateur différentiel 34, dont entrée inversée est reliée par l'intermédiaire d'une résistance 36 à un diviseur de tension 38, 40, qui par l'intermédiaire de conducteurs 42, 44 est reliée aux bornes 46, 48 fournissant une tension d'alimentation. La sortie de l'amplificateur différentiel 34 est raccordée par l'intermédiaire d'un organe RC 50, 52, 54, 56 et d'une autre résistance 58 à l'entrée non inversée d'un second amplificateur différentiel 60. L'entrée inversée de l'amplificateur différentiel 60 est reliée par l'intermédiaire d'une résistance 62 au diviseur de tension 38, 40. La sortie du second amplificateur différentiel 60 est reliée par l'intermédiaire d'une résistance 64 à l'entrée non inversée du premier amplificateur différentiel 34, et par l'intermédiaire d'une résistance 66 avec sa propre entrée inversée. A la sortie du second amplificateur différentiel 60 est en outre raccordé un diviseur de tension 68, 70, dont la prise médiane 72 est reliée par l'intermé- diaire d'une résistance 74 à l'entrée non inversée d'un troisième amplificateur différentiel 76. La sortie de l'amplificateur différentiel 76 est reliée avec son entrée inversée et, par l'intermédiaire d'une diode 78, avec le conducteur 26, transmettant le signal de tension de valeur réelle, du régulateur 22. Le circuit ainsi décrit fonctionne comme suit : Lorsqu'après une coupure de la régulation la température de l'eau de la chaudière tombe, le signal de tension de valeur réelle fournit par le détecteur de température 24 croit dans le conducteur 26. Pour un accroissement prédéfini de la tension, correspondant par exemple à une chute de température de 20C, les amplificateurs différentiels 34 et 60 deviennent conducteurs. La conséquence en est que le potentiel à la prise médiane 72 du diviseur de tension 68, 70 croit et que l'amplificateur différentiel 76 devient également conducteur. De ce fait, la tension du conducteur 26 est élevée au potentiel de la prise médiane 72, et en conséquence, le signal de démarrage du régulateur 22 est déclenché. La durée de l'application d'une tension élevée sur le conducteur 26 est déterminée par l'organe temporisé 50, 52, 54, qui met en circuit l'amplificateur différentiel 34, 60 après l'écoulement du temps de sur-allumage prédéfini, soit 20 secondes-dans le cas du présent exemple de réalisation. Ensuite, le conducteur 26 transmet à nouveau le signal de tension de valeur réelle du détecteur de température 24, le régulateur 22 commandant alors à nouveau la puissance du brûleur à gaz 12, selon le rapport entre la valeur de consigne et la valeur réelle de la température de la chaudière. 5 EV~E N D I C gT-I O~NS 1.- Procédé pour régler la température dans une chaudière chauffée au gaz, notamment une chaudière de ehauf fage central, procédé dans lequel la puissance d'un brta leur est adaptée aux besoins en chaleur du moment depuis la valeur nominale de cette puissance jusqu'à, en allant vers le bas, une valeur de seuil de charge partielle prédéfinie, par étranglement de l'alimentation en gaz combustible, et en dessous de cette valeur de seuil par une in terruption périodique de l'alimentation en gaz combustible ainsi étranglé, procédé dans lequel en outre, ce que lion appelle une quantité de gaz de démarrage est amenée aw brd- leur pendant un temps prédéfini, quels que soient les besoins en chaleur du moment, pour permettre un allumage sûr lors de la mise en route, cette quantité de gaz de démarrage étant mesurée plus largement que la quantité de gaz combustible correspondant à la valeur de seuil en charge partielle, et procédé dans lequel en outre, le régulateur déclenche un signal de démarrage pour le brûleur, lorsqu'après une coupure de la régulation, la déviation de la valeur de consigne de la température a atteint une valeur limite prédéfinie, procédé caractérisé en ce que la valeur limite déclenchant le signal de démarrage du régula teur (22) pour la déviation de la valeur de consigne de la température intervenant après coupure de la régulation, est choisie plus petite que l'écart de réglage subsistant, qui s'établit pour des besoins en chaleur plus élevés correspondants à la quantité de gaz de démarrage, et en ce que, il est appliqué au régulateur (22) pendant un temps prédéterminé, un signal d'entrée correspondant à cet écart de réglage subsistant, lorsque la déviation de la valeur de consigne a atteint la valeur limite. 2.- Procédé selon la revendication 1, pour la regulation de la température dans des chaudières de chauffage central, qui ont un brûleur à soufflante, procédé caractérisé en ce que la quantité de gaz de démarrage est amenée au brûleur pendant au moins une minute, et que l'alimentation en air comburant est maintenue à une valeur correspondant au moins à la puissance nominale pendant au moins une minute, de préférence pendant six minutes, lorsque la déviation de la valeur de consigne de la température a atteint la valeur limite prédéfinie. 3.- Dispositif de régulation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, à un conducteur d'entrée (26) du régulateur (22) transmettant le signal de tension de valeur réelle du détecteur de température (24), est raccordée l'entrée non inversée d'un premier amplificateur différentiel (34), qui devient conducteur lorsque le signal de tension de valeur réelle correspond à la valeur limite prédéfinie de la déviation de la valeur de consigne, la sortie de cet amplificateur différentiel étant reliée par l'intermédiaire d'un organe RC (50, 52, 54) à l'entrée non inversée dtun second amplificateur différentiel (60) qui devient conducteur avec le premier amplificateur différentiel (34) et qui applique dès lors une tension d'alimentation à un circuit diviseur de tension (68, 70) relié à l'entrée non inversée d'un troisième amplificateur différentiel (76), grâce à quoi ce troisième amplificateur différentiel (76) devient conducteur et transmet au conducteur d'entrée (26) du régulateur (22) le potentiel du diviseur de tension qui lui est appliqué c8té entrée.