Brevet FR2582119A1 — publié le 19861121

De nombreux systèmes de régulations de chauffage d'habitation existent. Ces appareils tiennent compte des mesures de différents paramètres - température extérieure - température intérieure - vitesse du vent - effet d'ensoleillement - humidité. Pour la plupart, il nécessitent des réglages complexes pour obtenir un résultat correct et sont donc peu utilisés. De nouveaux systèmes dits auto-adaptatifs, ont été réalisés plus ré cemment ; il s'agit généralement d'appareils plus sophistiqués dans leur construc tion et qui ont pour but essentiel la simplification des réglages. Les appareils auto-adaptatifs réagissent par apprentissage des iréactions du bâtiment et correc tion automatique des paramètres du système de régulation. D'autres systèmes enfin appelés optimiseurs, permettent de gérer au mieux les régimes transitoires d'abaissement de température et de remise en température des bâtiments. La' encore, ces systèmes travaillent par apprentissage. I1 convient de remarquer que la quasi totalité des systèmes connus, fonctionnent par appro ximations successives mais très peu travaillent par une véritable modèlisation mathématique du sytème bâtiment/chauffage. I1 convient de remarquer que tous ces systèmes sont séparés les uns des autres et doivent être assemblés pour faire un tout à peu près homogène. Enfin, le dialogue entre l'appareil et l'utilisateur est généralement très complexe - grand nombre de paramètres à "entrer " dans le système. - claviers multi-fonctions. Le système proposé ici est entièrement automatique et ne nécessite que deux données pour son fonctionnement. La totalité des fonctions est assurée par apprentissage du - systeme et par détermination automatique des constantes des équations régissant le pro cessus. La description qui va suivre permettra de mieux se rendre compte de la réalisation sur un exemple: Le système propose recoit 1 et 2): - une sonde (1) mesure la température du mur - - une sonde (2) mesure la température extérieure - quatre sondes (3) meslrent la température de quatte des 10 p.èc-s S du bâtiment (10 sondes pourraient être uvi3i-ées). - une sonde (4) mesure la température de départ de l'installation. - une sonde (5) ou (6) mesure la température de retour. En fonction du résultat de ces calculs, le régulateur agit par des interfaces de sorties (17). (18). (19) sur le servo-moteur de vanne (9), la pompe de circulation (7) ou le brûleur (10). La constitution du système électronique est la suivante (figure 3): - Les sondes 1 à 5 sont reliées par des câbles (11) au système de con vertisseur analogique digital (12). - L'unité centrale (13) gère grâce au programme contenu dans la mé moire (15), la face avant (16), la commande de vanne (17), la com mande de pompe (1 (18), la commande de brûleur (19) et les alarmes externes (20). - Les paramètres de fonctionnement et les constantes numériques déterminées par auto-apprentissage, sont stockées dans la mémoire (14), sauvegardée par le système (21). - L'ensemble de l'appareil est alimenté par le réseau électrique au travers des cabales (23) et du régulateur (22). Le fonctionnement du système peut être décomposé en trois modes distincts : - Régulation auto-adaptative, Pour une température extérieure donnée, le régulateur recherchera la température de départ correspondant au respect de la température de consigne ambiante. Ce respect se fera, soit sur la moyenne des températures, soit sur la valeur la plus basse. La connaissance de plusieurs points en fonction de l'extérieur permettra la connaissance d'une courbe type pour l'installation considérée. De nombreuses sécurités de fonctionnement prévoient l'élimination de certaines sondes pour des valeurs particulières correspondant à une fendre ouverte, un ensoleillement anormal... - Optimisation du régime de mise en chauffe (figure 4 a et b). Le système est décrit par une équation du second ordre dont les coefficients sont déterminés par apprentissage. Le but de l'appareil consiste en fonction des mesures réalisées et des objectifs de tempé rature à un instant donné à déterminer l'instant optimal de rcr-llse en chauffe. Par exemple, la régulation fonctionne en régime établi réduit s ur les températures ambiantes (24) et de départ d'eau (26) pour une température extérieure Z. L'objectif consiste à obtenir la fempérature ambiante (25) à l'heure X. Le système déterminera par apprentissage la meilleure heure de mise en chauffe X (29) ou pendant la période (30), la vanne sera ouverte au maximum sous réserve de ne pas dépasser la température 28 et la période (31) d'accostage au régime de régulation de tempé rature de départ (27) correspondant à l'ambiance (25). Optimisation des régimes d'abaissement de température. Il est couramment admis qu'un abaissement de température de 0,5 à 0,8"C en fin de période de confort n'est pas ressentie par les occu pants pourvu qu'elle n'intervienne pas brusquement. Le régulateur apprendra la réponse du bâtiment à un échelon de température et ce, de manière à anticiper la fermeture de la vanne dans le temps afin d'obtenir une ambiance égale à la consigne -0,5 C en fin de période. La face avant de l'appareil sera très simplifiée compte tenu du faible nombre de données. Un commutateur (32) permettra d'entrer à l'aide de deux boutons de défilement + et - (33) et (34) les valeurs affichées en (35): - consigne de température présence - consigne de température absence - temps de manoeuvre de la vanne - température maximale de départ. Les instructions de l'horloge parviendront à l'appareil par un de ces ports d'entrée six heures avant leur application. REVENDICATIONS 1/ Régulateur optimiseur auto-adaptatif de chauffage d'habitation caractérisé en ce que au moins huit sondes transmettent des informations sur les températures ambiantes en au moins quatre points du batiment, la température extérieure, la température au coeur d'un mur extérieur, la température de départ et de retour du circuit de chauffe, que les consignes données sont uniquement les températures ambiantes aux heures d'occupation et d'inoccupation et que l'appareil travaille par apprentissage des réactions du bâtiment. i 21 Appareil suivant revendication 1 caractérisé en ce que son fonctionne ment est assuré par un calculateur ou micro-calculateur déterminant par apprentissage les coefficients numériques d'équations gérent le fonctionnement du chauffage en régime permanent. 3/ Appareil suivant revendication un caractérisé en ce que son fonctionnement est assuré par un calculateur ou micro-calculateur déterminant par apprentissage les coefficients numériques d'équations gérent le fonctionnement du chauffage pendant les régimes transitoires. 4/ Appareil suivant revendications 1 et 3, caractérisé en ce qu'il tient compte de l'énergie stockée dans les parois extérieures représentatives de l'inertie du bâtiment. 5/ appareil suivant revendication 1 caractérisé en ce que les commutations horaires des températures de consignes sont connues plusieurs heures à l'avance par une horloge interne. 61 Appareil suivant revendication 1, caractérisé en ce que les commutations horaires des températures de consignes sont connues plusieurs heures à l'avance par un horloge externe. 7/ Appareil suivant revendication I caractérisé en ce qu'un commutateur et deux boutons poussoirs suffisent pour assurer le 'dialogue avec l'ut.lis?eur 81 Appareil suivant revendi~ation 1 caractérísew en ce que des consigna auxiliaires peuvent être données sur les températures de départ et de retour.