Brevet FR2582420A1 — publié le 19861128

Procédé et mode de couplage pour la commande d'une bat- terie mélangeuse sanitaire pour eau chaude et froide Description L'invention concerne un procédé pour la commande d'une batterie mélangeuse sanitaire pour eau chaude et froide, o un réglage de température est effectué par comparaison entre la température effective de l'eau de mélange et une température de consigne présélectionnée. L'invention concerne en outre un mode de couplage pour la commande d'une batterie mélangeuse avec une vanne distincte pour l'alimentation en eau chaude et en eau froide et un ré- glage continu de la température de l'eau de mélange pour l'exécution du procédé selon l'invention. Pour les utilisations domestiques et des installations sanitaires, on connait des batteries mélangeuses à comman- de thermostatique, dans lesquelles un piston distributeur est déplacé en sens axial par un élément dilatable qui surrégule en sens contraire un orifice d'entrée d'eau chaude et un orifice d'entrée d'eau froide dans le corps de la batterie. En limitant la course de l'élément dila- table par la manoeuvre d'une poignée à partir de l'exté- rieur, on présélectionne la température de l'eau de mélange. Le réglage de débit s'opère de manière indépen- dante via un levier ou une poignée tournante manoeuvrable de l'extérieur, l'entrée d'eau chaude et ltentrée d'eau froide pouvant être ouvertes ou fermées simultanément. Les désavantages de pareils dispositifs résident dans la lenteur du système de réglage et dans l'imprécision de réglage qui en résulte. La présente invention a pour objet de créer une méthode pour la commande entièrement automatique et électronique de robinetteries mélangeuses grâce à laquelle une régula- - 2 - tion de température et de débit rapide, précise et sûre puisse être réalisée de manière simple. En outre, cette méthode devrait également permettre le réglage automati- que d'un volume de remplissage cumulatif présélectionna- bble. Ce problème est résolu selon l'invention en ce que la température effective de l'eau de mélange est mesurée de façon continue et en ce que, à partir de l'écart entre la température de consigne et la température effective, deux valeurs distinctes de consigne au moins, variables en fonction du temps sont déduites électroniquement, valeurs qui servent au réglage électromécanique tant de l'alimen- tation en eau chaude qu'en eau froide et en ce que, pour la détermination des valeurs de mesure, il est tenu compte d'un débit d'eau de mélange présélectionné et à maintenir constant pendant la régulation de température. Des formes d'exécution avantageuses du procédé selon l'invention sont décrites dans les sous-revendications2 à 7. Selon l'invention, des débits partiels pour l'alimenta- tion en eau chaude et froide peuvent être déterminés à partir des valeurs de réglage variables en fonction du temps; ces débits sont proportionnels aux valeurs de ré- glage variables en fonction du temps. A partir de là, il est possible de déterminer de manière continue le volume de remplissage cumulatif instantané de l'eau de mélange. Lorsqu'est atteinte une valeur*de volume de remplissage cumulatif égale à un volume de remplissage cumulatif pré- sélectionné, les valeurs de réglage sont amenées à zéro et, de ce fait, l'alimentation en eau chaude et froide interrompue. Il est avantageux, lors du démarrage du processus de re- cherche du volume de remplissage cumulatif, de déclencher simultanément la recherche des valeurs de réglage. Lors- qu'estatteinte une valeur de volume de remplissage cumu- -3- latif égale au volume de remplissage cumulatif prédéterminé il est mis fin au processus de recherche du volume de remplissage cumulatif. Il est en outre avantageux de pouvoir interrompre le pro- cessus de remplissage s e 1 o n 1 ' in - vention, par l'actionnement d'une touche de repos, le volume de remplissage cumulatif instantané de l'eau de mé- lange étant mis en mémoire au moment de l'interruption. Une poursuite du processus de remplissagej en fonction du volume de remplissage déjà puisé et connu à partir de la valeur mémorisée, est possible en actionnant à nouveau la touche de repos. Dans le cas o un processus de remplis- sage interrompu ne doit pas être poursuivi, le démarrage d'un nouveau processus de remplissage annulle le volume de remplissage cumulatif instantané mis en mémoire, la fonction de repos étant ainsi abolie. De manière préférentielle, des valeurs standard de tempé- rature de consigne, de débit et de volume de remplissage cumulatif d'eau de mélange seront mises en mémoire. De même, les valeurs de réglage préalablement déterminées; qui correspondent à ces'valeurs} seront mémorisées de façon à pouvoir être interrogées. Ceci permet, par exem- ple, en actionnant les vannes pour l'obtention d'un bain complet,de régler la température, le volume de remplissa- ge et le débit standard par le simple actionnement d'une touche sans devoir les sélectionner individuellement. Le mode de couplage conforme à l'invention est caracté- risé en ce que,pour le réglage de la température de l'eau de mélange, le débit de l'eau de mélange étant maintenu constant,-un circuit de réglage est prévu grace auquel, après comparaison de la température effective mesurée dans l'eau de mélange avec la température de consigne présélectionnée, deux valeurs de réglage au moins sont déductibles,via un algorithme de réglage,pour l'actionne- ment d'un minimum de deux commandes de vannes électromé- - 4 - caniques, une de ces valeurs étant déductible par soustraction d'une des valeurs proportionnelles au débit réglé. Des formes d'exécution avantageuses sont décrites dans les sous-revendications 9 à 11. Conformément à l'invention, les vannes d'eau chaude et d'eau froide sont ouvertes et fermées électroniquementen évitant une détermination des débits par une simple mesu- re de température dans l'eau de mélange. Le débit de l'eau de mélange est, dans ce cas, maintenu constant. Simultanément, il est possible de définirun volume de remplissage déterminé et de couper automatiquement le circuit de réglage prévu pour la commande de température lorsqu'est atteint -le volume de remplissage désiré. Selon l'invention, la mesure de température est effectuée par un capteur disposé dans une chambre de mélange. De manière préférentielle, la température est saisie à la sortie de la chambre de mélange, de manière à éliminer des imprécisions à la suite d'un mélange insuffisant des courants d'eau. Pour la réalisation de la commande électronique proposée selon l'invention, deux vannes distinctes pour l'alimen- tation en eau chaude et en eau froide sont nécessaires, ces vannes pouvant être commandées électromécaniquement. Les commandes électromécaniques pour les deux vannes peu- vent être des moteurs électriques, tels que: moteurs pas à pas, moteurs à courant continu ou à courant alternatif. Les vannes magnétiques qui autorisent un réglage analogi- que de l'angle d'ouverture peuvent être également utili- sées. De même, des vannes magnétiques actionnées via un rapport impulsion-pauses réglable,et autorisant, ain- si, un fonctionnement quasi-analogique, ou des commandes hydrauliques peuvent être utilisées dans le présent cas. Les vannes peuvent être réalisées au moyen de plusieurs disques de céramiques superposées. De telles vannes à disque rotatif, qui peuvent être actionnées électroméca- J -5- niquement, sont par exemple décrites dans le DE-OS 3041979. Selon l'invention, des débits partiels sont déterminés à partir des valeurs de réglage variables en fonction du temps, obtenues via le circuit de réglage qui vient d'être mentionné. A cet effet, des capteurs décomposeurs conformespeuvent être utilisés. Le volume de remplissage cumulatif instantané est alors déterminé à partir des dé- bits partiels dans un intégrateur. Le volume de remplis- sage établi est ensuite comparé au volume de remplissage cumulatif présélectionné. Lorsqu'est atteint le volume de remplissage cumulatif présélectionné, le circuit de ré- glage peut être interrompu à l'aide d'un discontacteur. Dans une forme d'exécution particulièrement avantageuse, un flip-flop de démarrage est prévu pour l'intégrateur. Lors du démarrage de l'intégrateur, le circuit de réglage pour la détermination des valeurs de réglage est fermé simultanément via le comparateur. L'invention est plus amplement décrite à l'aide du dessin schématique. Sont illustrés: En fig. 1 un montage de commande pour l'exécution du pro- cédé selon l'invention et En fig. 2 un tableau de commande du mode de couplage. Dans la forme d'exécution illustrée en fig. 1, une vanne pour l'alimentation en eau chaude et une vanne pour l'alimen- tation en eau froide,l 1 et 2,, commandées par les moteurs électriques 3 et 4 sont prévues. La température effective mesurée dans la chambre de mélange 5 et la température de consigne réglée en 6 sont comparées dans le soustracteur 7. Via un régulateur à triple action 8, la valeur de ré- glage "1 pour la commande de la vanne 1 est formée à par- tir de l'écart de réglage. La valeur de réglage0 2 est formée à partir de la valeur de réglagect1 et d'un signal de réglage Oges, proportionnel au débit total Qges,à la sortie du couplage du soustracteur 9. Le débit de l'eau chaude et froide est, - 6 - come l'on sait, fonction non seulement de l'angle d'ouverture des vannes 1 et 2, mais également de la différence entre la pression d'entrée et la pression de refoulement à la sor- tie de la vanne. Dans le cas présent, on part du fait que les pressions d'entrée sont constantes dans le temps. Il est tenu compte de la grandeur absolue des valeurs de pression via des facteurs réglables et ce, de manière distincte pour les branchements eau chaude et eau froide. Les débits partiels Qo 1 et Q&l2 proportionnels aux va- leurs de réglage sont établis à partir des valeurs de ré- glage "1 et C2,déterminées dans ce circuit de réglage et variables en fonction du temps, par les capteurs dé-compo- seurs 10 et 11. Les sorties des capteurs décomposeurs a 1 i m e n t e n t un intégrateur 12 grâce auquel le débit cumulatif momentané peut être ensuite déterminé à partir des débits partiels Q 41 et QO(2 Faisant suite à l'intégrateur 12,on trouve un comparateur 13 grâce auquel le volume de remplissage cumulatif momen- tané et le volume de remplissage cumulatif prédéterminé en 14 peuvent être comparés. Si le volume de remplissage prédéter- miné est atteint, le circuit de réglage pour la détermina- tion de la valeur de réglage peut être interrompu via un discontateur 14 par les interrupteurs 15 et 16. Selon une forme d'exécution spéciale, l'intégrateur 12 est mis en marche via un flip-flop marche/arrêt 17. Simultanément, le circuit de réglage pour l'établissement des valeurs de réglage peut alors être fermé via le com- parateur 13. Si, lorsqu'est atteint levolune de remplissage désiré, le circuit de réglage est interrompu, l'intégra- teur 12 est arrêté via le flip-flop 17. La commande proposée selon l'invention permet une manoeu- vre simple et adaptée aux usages domestiques, telle qu'elle est illustrée par un exemple en fig. 2. En enfonçant les touchesa' 20E'trét" 21, on met en mar- che La recherche des valeurs de réglage. La température peut être augmentée ou diminuée par Llactionnement des touches "Temp" 22 et "+" 23 ou "-" 24. Le régLage du débit s'opère de la même façon. Au cas o, par dérogation au cas normal, de très hautes températures sont désirées, on pousse sur la touche "++" 25. La touche "Max" 26 est prévue pour le volume de remplissage cumulatif maximal, par exemple pour un bain complet. La touche "Repos" 27 permet l'interruption d'un processus de remplissage en cours. Entre les touches "Temp" 22 et "Volume" 28, il est prévu un affichage numérique qui permet de reproduire chacune des valeurs chiffrées introduites. Les touches portant un astéristique (*) se présentent de préférence sous forme de diode électroluminescentes. - 8 - Revendications 1. Procédé pour la commande d'une robinetterie mélan- geuse sanitaire pour eau chaude et froideo un ré- glage de température est effectué par une comparaison entre la température effective de l'eau de mélange et une température de consigne présélec- tionnée, caractérisé en ce que la température effec- tive régnant dans l'eau de mélange est mesurée de façon continue,et en ce quede l'écart entre la tem- pérature de consigne et la température effective, deux valeurs de réglage distinctes au moins, varia- bles en fonction du temps, sont induites électroni- quement, les dites valeurs servant au réglage électromécanique ainsi qu'à l'alimentation en eau chaude et froide, et en ce que, pour l'établissement des valeurs de réglage, il est tenu compte d'un dé- bit de l'eau de mélange présélectionné et à mainte- nir constant pendant la régulation de température. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, à partir des valeurs de réglage variables en fonction du temps, des débits partiels d'alimenta- tion en eau chaude et froide sont déterminésles- quels sont proportionnels aux valeurs de réglage et à partir desquels le volume de remplissage cumulatif instantanOde l'eau de mélange est déterminé de ma- nière continueet en ce que) lorsqu'est atteinte une valeur de volume de remplissage cumulatif égale à un volume de remplissage cumulatif présélectionné, les valeurs de réglage sont rendues nulles, l'alimenta- tion en eau chaude et froide étant ainsi coupée. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que,lors de la mise en marche du procédé de détermination du volume de remplissage cumulatif, la détermination des valeurs de réglage est déclenchée - 9 simultanément. 4. Procédé selon une des revendications 1 à 3, caracté- risé en ceque l'actionnement d'une touche de pause interrompt le processus de remplissage, la valeur du volume de remplissageinstantané de l'eau de mélange étant mise en mémoire, un nouvel actionnement de la touche de pause induisant une poursuite du processus de remplissage en fonction de la valeur mise en mé- moire du volume de remplissage cumulatif de l'eau de mélange. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le démarrage d'un nouveau processus de remplis- sage efface la valeur mise en mémoire du volume de remplissage cumulatif instantané de l'eau de mélan- ge. 6. Procédé selon une des revendication 1 à 5, caracté- risé en ce que} lorsqu'est atteinte une valeur de volume de remplissage cumulatif égale à la valeur de remplissage cumulatif présélectionnée, il est mis fin au processus de détermination du volume de rem- plissage cumulatif. 7. Procédé selon une des revendications 1 à 6, caracté- risé en ce que les valeurs standard de température de consigne, de débit et de volume de remplissage cumulatif de l'eau de mélange, ainsi que les valeurs de réglage préalablement déterminées;correspondant à ces valeurs sont mises en mémoire avec possibilité d'appel sélectif. 8. Mode de couplage pour la commande d'une batterie mé- langeuse sanitaire dotée d'une vanne distincte pour l'eau froide et d'une vanne distincte pour l'eau chaude,et d'un réglage continu de la température de l'eau de mélange pour l'exécution du procédé selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, pour le réglage de la température de l'eau de mélan- ge en maintenant constant le débit de l'eau de mélange, il est prévu un circuit régulateur grâce auquel, après comparaison de la température effective mesurée dans l'eau de mélange (5) avec la température de consigne présélectionnée (6), il est possible, par un algorithme de réglage (8), d'établir deux valeurs de réglage au moins pour l'actionnement d'un minimum de deux commandes de vannes électromécaniques (3, 4) et de déduire une des valeurs de réglage par soustraction (9) d'une valeur proportionnelle au débit présélectionné. 9. Mode de couplage selon la revendication 7, caractérisé en ce qu' une régulation à triple action est prévue comme algorithme de réglage (8). 10. Mode de couplage selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que, à partir des valeurs de réglage variables en fonction du temps, des débits partiels, proportionnels aux valeurs de réglage, peuvent être déterminés via des capteurs décomposeurs (10, 11), en ce qu'un intégrateur (12) est prévu, grâce auquel le volume de remplissage instantané cumulatif peut être déterminé à partir des débits partiels, en ce qu'un comparateur (13) est prévu, pour la comparaison du volume de remplissage cumulatif instantané avec le volume de remplissage cumulatif présélectionné, et en ce que le circuit de réglage pour la - détermination des valeurs de réglage peut être déconnecté lorsque le volume de remplissage cumulatif est atteint. 11. Mode de couplage selon une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu' un flip-flop de démarrage (17) est prévu pour l'intégrateur (12) , le circuit de réglage pour la détermination des valeurs de réglage pouvant être inséré lors du démarrage de l'intégrateur (12) via le comparateur (13).