Brevet FR2576092A1 — publié le 19860718

PROCEDE D'ASSERVISSEMENT D'UN CHAUFFE-EAU ELECTRIQUE A UN RECHAUFFEUR ELECTRIQUE D'UNE INSTALLATION DE CHAUFFAGE CENTRAL. La présente invention concerne un perfectionnement apporté aux installations permettant la production d'eau chaude à usage domestique à partir d'une installation de chauffage central. Elle a trait plus particulièrement à un procédé qui permet d'asservir un chauffe-eau électrique à un réchauffeur électrique d'une installation de chauffage central, ce réchauffeur pouvant venir ou pas en relève d'une chaudière à combustible. A'ce jour, diverses solutions sont proposées pour la production d'eau chaude directement à partir du circuit de chauffage central. Parmi ces solutions, les plus développées consistent: - soit à dériver une partie de l'eau chaude du circuit de chauffage central à l'intérieur du chauffe-eau proprement dit ; une telle installation nécessite l'utilisation d'une vanne de distribution (vanne trois voies) ainsi que d'avoir un chauffe-eau de grande capacité muni d'un serpentin échangeur et présente également un certain nombre d'autres inconvénients, à savoir un coût d'installation élevé et un gaspillage important d'énergie notamment en été - soit à utiliser un chauffe-eau électrique séparé de fort encombrement et ne pouvant fournir qu'une quantité limitée d'eau chaude un peu inférieure à sa capacité. Par ailleurs, de plus en plus, on propose de réaliser des installations de chauffage central comportant un réchauffeur électrique installé en relève de la chaudière principale de chauffage, ce qui permet d'utiliser des sources d'énergie différentes (par exemple fuel et électricité) que l'on utilise alternativement en fonction du coût de l'énergie. Or, on a trouvé et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un perfectionnement apporté à de telles installations qui permet d'utiliser directement le réchauffeur électrique qu'elles comportent pour assurer l'alimentation d'un chauffe-eau électrique pour la production d'eau chaude domestique. Le procédé selon l'invention permet non seulement d'avoir une cuve de chauffe-eau de faible dimension mais également permet d'avoir un circuit d'eau domestique indépendant du circuit de chauffage. Par ailleurs, la disponibilité d'eau chaude est meilleure qu'avec un chauffe-eau électrique traditionnel. D'une manière générale, l'invention concerne donc un procédé permettant d'asservir un chauffe-eau électrique au réchauffeur électrique d'une installation de chauffage central, ce procédé consistant à - prévoir un circuit d'alimentation en eau du chauffe-eau indépendant du circuit de chauffage - alimenter ledit chauffe-eau en électricité à partir du circuit du réchauffeur électrique que comporte le circuit de chauffage central - commander automatiquement l'arrêt dudit réchauffeur lorsque la puissance électrique du chauffe-eau est enclenchée (et inversement). Selon l'invention, la puissance électrique du chauffe-eau est au plus égale à celle du réchauffeur et son raccordement électrique est réalisé à partir d'un bornier situé sur le réchauffeur. Le chauffe-eau utilisé pour la mise en oeuvre de l'invention est équipé d'un thermoplongeur à trois résistances, d'un thermostat de régulation à trois contacts et d'un thermostat de sécurité également à trois contacts. Sur chaque ligne d'alimentation des trois ensembles (résistance, thermostat de régulation et thermostat de sécurité) que comporte le thermoplongeur du chauffe-eau sont prévus des relais normalement fermés. Ces trois circuits sont montés en parallèle et un détecteur de courant est prévu sur leur ligne d'alimentation, ce dé-. tecteur provoquant l'ouverture des contacts de commande des résistances électriques du réchauffeur que comporte l'installation de chauffage central afin d'assurer ainsi la priorité à l'eau chaude domestique. Enfin, l'installation conforme à l'invention comporte un détecteur de courant qui mesure en permanence le courant total du lieu dans lequel est montée l1ins- tallation, de telle sorte que le courant total reste toujours inférieur à la valeur de réglage du disjoncteur. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce à l'exemple de réalisation donné ci-après à titre indicatif mais non limitatif et qui est illustré par les schémas annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma de principe d'une installation mettant en oeuvre le procédé conforme à 1 'in- vention et dans laquelle le réchauffeur électrique que comporte le circuit de chauffage central est utilisé pour alimenter un chauffe-eau électrique de production d'eau chaude domestique - la figure 2 est un schéma de principe montrant la liaison entre le réchauffeur du circuit de chauffage central et le chauffe-eau proprement dit - la figure 3 est un schéma de détail d'un automatisme de délestage utilisé pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. Si l'on se reporte aux schemas annexés et plus particulièrement à la figure 1, le circuit de chauffage central proprement dit est constitué essentiellement d'une chaudière (1), au fuel par exemple, cette chaudière (1) alimentant par l'intermédiaire d'une pompe (2) des radiateurs (3). Par ailleurs, un réchauffeur électri-que (4) est monté sur le circuit de retour (5). Ce réchauffeur électrique (4) est alimenté par des lignes (6) reliées au secteur. Conformément à l'invention, le chauffe-eau (7) proprement dit de production d'eau chaude domestique est alimenté en eau froide par un conduit d'amenée indépendant (8), l'eau chaude produite étant évacuée par un circuit (9). Le chauffe-eau (7) est un chauffe-eau de type électrique, son alimentation en courant étant réalisée, conformément à l'invention, directement par le réchauffeur (4) prévu sur le circuit de chauffage central. Ce chauffe-eau électrique (7) est de faible dimension, l'apport des calories étant réalisé au moyen de résistances R alimentées par une ligne (10) raccordée directement au circuit du réchauffeur (4). La puissance électrique du chauffe-eau (7) est au plus égale à la puissance électrique du réchauffeur (4),. la liaison entre ces éléments étant réalisée de telle sorte que le chauffe-eau soit prioritaire sur le réchauffeur, c'est-à-dire que lorsque la puissance électrique est enclenchée, celle du réchauffeur (4) est coupée. En revanche, lorsque la puissance électrique du chauffe-eau est coupée, le réchauffeur peut être enclenché par la régulation de chauffage. Une telle possibilité est obtenue en réalisant la liaison réchauffeur (4)/chauffe-eau (7) de la manière illustrée à la figure 2. Dans un tel mode de réalisation, le chauffe-eau (7) est équipé d'un thermoplongeur à trois résistances R1, R2, R3, d'un thermostat de régulation (ll) à trois contacts Cl,C2,C3 et d'un thermostat de sécurité (12) également à trois contacts C' t C'2, C' Le câble de liaison (10) entre le chauffe-eau (7) et le réchauffeur (4)-est un câble à cinq conducteurs (1 (la2)' (103), (104),(105) , les trois ensembles C1,C'11 R11 C2,C' 21R2 , C3, C'3, R3, étant alimentés respectivement par les conducteurs (101), (10)2, (103), des contacts (111), (112), (113) étant par ailleurs prévus sur chacune des lignes, ces contacts étant ceux de trois relais. Les contacts (111), (112), (113) sont maintenus normalement fermés. Sur la ligne d'alimentation (12) est par ailleurs prévu un détecteur de courant TC1 de telle sorte que si le thermostat de régulation (11) du chauffe-eau se ferme. (besoin d'eau chaude), il provoque l'ouverture de ciicact ABC de commande des résistances RA, RB, R C électriques du réchauffeur (4) de manière à assurer ainsi la priorité à l'eau chaude sanitaire. Par ailleurs, un détecteur de courant TC2 est également prévu sur la ligne d'alimentation (12) et mesure en permanence le courant total donné sur le site où est montée l'installation, habitation par exemple. Par suite, dans une telle installation, lorsque la valeur ducourant dépasse celle de réglage du disjoncteur le contact (111) et le contact A s'ouvrent Si la diminution de courant qui en résulte est telle que le courant total est inférieur à la valeur de réglage, les autres contacts (c'est-à-dire (112) et (113) ou B et C) restent fermés. Si la diminution de courant n'est pas satisfaisante-, les contacts (112) et le contact B s'ouvrent à leur tour et ainsi de suite jusqu'à ce que le courant total reste inférieur dans tous les cas à la valeur de réglage du disjoncteur. Un tel automatisme de réglage peut être réalisé de la manière illustrée en détail par la figure 4. Le fonctionnement d'un tel automatisme est le suivant. Les relais de commande (111), (112), (113) du chauffeeau (7) sont des contacts du type fermé au repos. Dès que le thermostat (11) du chauffe-eau se ferme, le détecteur de courant TC1 ouvre le contact du relais (13) (contact fermé au repos) par excitation de sa bobine commandée par le comparateur (14). Les trois relais A, B, C de commande du réchauffeur (4) ont des contacts de type ouvert au repos. Ces trois relais sont donc mis au repos par l'excitation du relais (13), ce qui provoque la mise hors service du réchauffeur électrique (4) lorsque le chauffe-eau est mis en action. Si le courant total de l'installation mesuré par le transformateur de courant TC2 dépasse la valeur affichée par le potentiomètre P (valeur égale généralement à celle de réglage du disjoncteur de distribution posé par le fournisseur d'électricité), la sortie du comparateur (15) passe de 0 à + 24 volts. Les trois circuits temporisateurs Tempol, Tempo2, Tempo3 ont leur sortie normalement à zéro mais elle passe à + 24 Volts après un temps T1, T2, T3 avec T1 Volts. Lorsque le Tempol a sa sortie à + 24 Volts, il ouvre simultanément le contact (111) du chauffe-eau et le contact A du réchauffeur (4).Ces circuits temporisateurs sont du type bistable, donc si le courant absorbé par l'installation, du fait des déclenchements des contacts (111) et A passe en-dessous de la valeur ajustée par le potentiomètre P, la sortie de (15) passe à zéro mais celle de Tempol reste à + 24 Volts. La base de temps a été mise en route par l'entrée RAZ lorsque la sortie de (15) est passée de zéro à +24 Volts. Au bout de quelques minutes, elle rebascule le circuit tempol vers sa position inverse. Lorsque la puissance absorbée par l'installation dépasse à nouveau la valeur affichée par P, le cycle recommence. Si l'ouverture des contacts (111) et A ne provoque pas un abaissement suffisant du courant absorbé (endessous de la valeur affichée par P), le circuit tempo2 après-le temps T2 de la présence de la tension + 24 Volts sur son entrée provoquera par montée de sortie de zéro à + 24 Volts l'ouverture des contacts (112) et B simulta nément. A ce stade, les contacts (11 ) , A, (112), sont 1 112) donc ouverts et restent ouverts pendant quelques minutes jusqu'à remise en position initiale par la base de temps Si le courant absorbé par l'installation dépasse à nouveau la valeur affichée par P, le cycle recommence à nouveau. La même manière de procéder s'appliquelorsque l'ouverture des contacts (111), , A, (112), B tels que décrits précédemment ne suffit pas à provoquer l'abaissement souhaité du courant absorbé par l'installation. Dans ce cas, le circuit Tempo 3 après le temps T3 de présence de la tension + 24 Volts sur son entrée provoquera par montée de sa sortie de zéro à + 24 Volts l'ouverture des contacts (11)3 et C simultanément. La mise en veille de ce système de délestage n'a lieu que lorsque le courant absorbé par l'installation après fermeture des contacts (111), A, (112), B, (113), C deviendra plus petite que la valeur affichée par P. L'exemple qui précède montre bien l'intérêt d'un tel procédé d'asservissement d'un chauffe-eau électrique au réchauffeur électrique que peut comporter une installation de chauffage central. En effet, grâce à une telle solution, il est possible d'avoir un chauffe-eau ayant une cuve de faible capacité et pouvant fournir beaucoup d'eau chaude sans être pénalisé par une puissance électrique élevée grâce à l'asservissement et au délestage. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit précédemment mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. Notamment, elle reste valable dans le cas où le réchauffeur électrique est utilisé comme seul moyen de chauffage dans ce cas, la chaudière à combustible est remplacée par le réchauffeur et le système de production d'eau chaude de la chaudière à combustible est remplacé par le cbauffe eau: électrique asservi au réchauffeur. REVENDICATIONS 1/ Procédé permettant d'asservir un chauffe-eau électrique (7) au réchauffeur électrique (4) d'une installation de chauffage central, caractérisé par le fait qu'il consiste à - prévoir un circuit (8) d'alimentation en eau du chauffe-eau (7) indépendant du circuit de chauffage - alimenter ledit chauffe-eau (7) en électricité à partir du circuit du réchauffeur électrique (4) que comporte le circuit de chauffage central - commander automatiquement l'arrêt dudit réchauffeur (4) lorsque la puissance électrique du chauffe-eau (7) est enclenchée (et inversement) 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la puissance électrique du chauffe-eau (7)-est au plus égale à celle du réchauffeur (4) et son raccordement électrique (10) est réalisé à partir d'un bornier situé sur le réchauffeur (4). 3/ Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le chauffe-eau (7) utilisé est équipé d'un thermoplongeur à trois résistances R1, R2, R3, d'un thermostat de régulation (11) à trois contacts C1, C2, C3 et d'un thermostat de sécurité (12) également à trois contacts C'1, C'2, C'3. 4/ Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que sur chaque ligne d'alimentation (101), (102), (103) des trois ensembles (résistances, thermostat de régulation (11) et thermostat de sécurité (12)) que comporte le thermoplongeur du chauffe-eau (7) sont prévus des relais (111), (112), (113) normalement fermés, un détecteur de courant TC1 étant prévu sur leur ligne d'alimentation (12), ce détecteur TC1 provoquant l'ouverture des contacts (111), (112, 113) de commande des résistances électriques R1, R2, R,-du réchauffeur afin d'assurer la priorité à l'eau chaude domestique 5/ Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'installation comporte un détecteur de courant TC2 qui mesure en permanence le courant total du lieu dans lequel est montée l'installation de telle sorte que ce courant total soit toujours inférieur à la valeur de réglage du disjoncteur. 6/ Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le délestage des résistances du réchauffeur ou du chauffe-eau, afin que le courant total soit toujours inférieur à la valeur de réglage du disjoncteur, se fait graduellement,résistance par résistance, suivant le besoin.