Brevet FR2581218A1 — publié le 19861031

La présente invention a pour objet un procédé de régulation d'une consommation énergétique d'un système de clima tisation d'au moins un volume à climatiser. Un tel procédé s'applique aux systèmes de chauffage, de refroidissement et, d'une manière génésale, de conditionnement d'air de volumes hebitebles, ou locaux, de travail ou d'habitation, individuelle ou collective. On connaît déjà des procédés du type ci-dessus, entièrement automatiques, et, par consequent, manquant de souplesse pour s'adapter auxcomportements et aux goûts des occupants du volume climatisé. La présente invention vise à pallier cet inconvénient. Elle a pour objet, à cet effet,un procédé du type défini ci-dessus caractérisé par le fait que - il est de termine, à des intervalles de temps, des tempé- ratures instantanées du volume - il est déterminé,sur au moins une période de temps com prenant les dits intervalles,une température moyenne pour ledit volume, - il est déterminé le consommation énergétique sur chaque période, - il est procédé, par un opérateur, à une analyse compare tive desdites températures moyennes et de la consommation - I'opérateur choisit manuellement un régime de climatisa tion parmi plusieurs régimes de climatisation prédéter minés, le système de climatisation étant commandé semi automatiquement en fonction dudit régime prédéterminé. Avec le procédé de l'invention, le choix d'un régime de climatisation par un opérateur, de préférence un des occupants du volume climatisé, est le résultat d'une analyse comparative prenant en compte à la fois les données objectives que sont la température moyenne et le consommation énergétique correspondante, et les appréciations subjectives, par les occupants du volume, du confort, ainsi que de l'effort financier à consentir. Ce résultat est obtenu grâce à une combinaison, dans le procédé de l'invention, d'étapes faisant intervenir des dispositifs automatiques pour le détermination de la température moyenne, l'acquisition de la consommation énergétique et la commande des équipements de climatisation, et d'étapes faisant intervenir l'opérateur, ces différentes étapes, automatiques ou manuelles, intervenant dans le cadre d'un déroulement prédéterminé de ce procédé semi-automatique. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la mise en oeuvre préférée du procédé selon l'invention, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 présente un schéma d'ensemble des divers dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, et - la figure 2 présente un schéma fonctionnel du procédé selon l'invention. En référence à la figure 1, un volume à climatiser, ici un logement individuel 1, est pourvu d'équipements de climatisation, ici une chaudière 2, à gaz, avec au moins un périphérique, en l'occurence un radiateur, alimentée à partir d'un système d'alimentation, non représenté, par l'intermédiaire d'un compteur à gaz 3. Un capteur 4 de tem pérature est placé à l'intérieur du logement 1. Un circuit d'interface 5, électronique, est connecté aux deux bornes de sortie du capteur 4, aux deux bornes de la sortie de report à distance dont est pourvu le compteur à gaz 3 et aux deux bornes de l'entrée de commande dont est pourvue la chaudière 2. La sortie de report à distance du compteur à gaz 3 correspond, de façon connue, à un contact 31 fermé pendant un temps bref, à chaque fois qu'un cubage déterminé de gaz a traversé le compteur à gaz 3. L'entrée de commande de la chaudière 2 est agencée, de fa çon connue, pour que la fermeture ou ltouverture d'unetcon- nexion électrique entre ses deux bornes commande la marche ou l'arrêt du corps de chauffe de la chaudière 2. Le circuit d'interface 5 comprend un convertisseur analogique-numérique 51 dont ventrée est connectée à la sortie du capteur 4, un compteur électronique 53 dont l'entrée est connectée entre une des bornes de sortie du compteur à gaz 3 et la masse, l'autre borne de sortie du compteur à gaz 3 étant reliée à la sortie d'un circuit d'alimentation en énergie électrique 52. Le circuit d'interface 5 comprend également un contact à relais 55 relié à l'entrée de commande de la chaudière à gaz 2. La sortie du convertisseur analogique-numérique 51, la sortie du compteur electronique 53 sont reliées à des entrées numériques d'un système à microprocesseur 56 de type classique. L'entrée de commande du contact à relais 55 est reliée à la sortie du système à microprocesseur 56. Le circuit d'alimentation 52 alimente le convertisseur 51, le compteur électronique 53 et le système à microprocesseur 56. Le système à microprocesseur 56 est relié, par un bus 6, à un terminal 7 comprenant un écran et un clavier, ici un terminal du type Videotex Minitel mis à la disposition de ses abonnés par l'Administration des Postes et Télécommunications. Le terminal 7 est utilisé par un des occupants du logement individuel, ou opérateur. L'ensemble des dispositifs qui viennent d'être décrits, et le procédé de l'invention, sont mis en oeuvre de la façon suivante L'opérateur, par l'intermédiaire du terminal 7, et, au cours d'une phase initiale, après avoir frappé sur le clavier la date et l'heure, pour actualiser l'horloge interne dont est pourvu le microprocesseur 56,a la possibilité de choisir parmis trois régimes de climatisation prédéterminés, ici trois régimes de chauffe, celui qui lui part le mieux adapté à la situation dans laquelle il se trouve. Les trois régimes de chauffe sont - le régime C ("Confort") - le régime E ("Economique") - le régime H ("Hors gel") Le régime C est défini par un seul paramètre, la tempéra- ture de confort ss c Ce régime est normalement celui qui est adopté en utilisation normale lorsque le logement 1 est occupé de façon continue. Le régime E est défini par plusieurs paramètres, d'une part une température réduite s rs et d'autre part les instant initiaux tin et les instants finaux tfn définissant plusieurs plages horaires a ton au cours de laquelle la température du logement 1 peut être réduite à la valeur Ce régime est normalement celui qui est adopté pour un logement inoccupé pendant certaines plages horaires de la journée. Le régime H est défini par un seul paramètre, la tempéra ture hors gel # h. Ce régime est normalement celui qui est adopté en cas d'absence prolongée. Les paramètres 6kr et #h sont prédéterminés, par exemple #r vaut 150 et #h vaut 8 mais l'opérateur peut choisir r h à sa convenance les valeurs des paramètres #c tin et in fn L'opérateur choisir donc les valeurs des paramètres #c, #in et #fn , Si nécessaire, puis opte pour un des trois in fn régimes de chauffe. Un premier cycle commence alors, au cours duquel il nTa plus à intervenir tant qu'il ne désire pas changer le régi- me de chauffe ou réguler la consommation de gaz. Aucours de ce premier: cycle, la tension analogique de sortie du capteur 4 est convertie en tension numérique par le convertisseur analogique numérique 51, délivrée en permanence au microprocesseur 56 qui détermine la température instantanée & dans le logement 1 à des intervalles de temps de durée déterminée. Par ailleurs, le microprocesseur 56, muni d'une horloge interne, et ayant stocké en mémoire les paramètres de tous les régimes de chauffe et le type de régime C, E ou H choisi par l'opérateur, peut calculer la température de consi gne o cons qui sera égale à #c, #r ou #h selon l'heure r h et le régime choisi. De manière connue, le microprocesseur 56 compare les températures instantanée & et de consigne # cons et commande la fermeture du relais 55, c'est-à-dire la marche du corps de chauffe de la chaudière 2, si la température vraie d; est inférieure à la température de consigne #cons. cons Dans le cas contraire, le relais 55 est ouvert et le corps de chauffe de la chaudière est arrêté. En même temps, le microprocesseur 56, à partir de la température instantanée # calcule en permanence, et mémorise, la température moyenne s mo depuis la mise en route et la mo température moyenne s mj du jour précédent. De façon ana #mj logue, grâce au compteur électronique 53 qui fait l'acquisition de la consommation de gaz, le microprocesseur 56 peut calculer et mémoriser la consommation C depuis la o mise en route et la consommation C; du jour précédent. A tout moment, l'opérateur a la possibilité de faire afficher, sur l'écran du terminal 7, les températures moyennes (9 et 8 mo mj, puis les consommations CO et C.. L'opérateur peut alors, à l'aide de ces informations, faire une analyse comparative du confort ressenti, de la température moyenne correspondante, ainsi que de la consommation, donc du coût, associés, sur la journée précédente, ainsi que sur l'ensemble de la période écoulée depuis la mise en route. Après avoir procédé à cette analyse, l'opérateur détermine, pour la période à venir, un régime de chauffe parmi les trois régimes C, E ou H. S'il le désire, il peut, à cette occasion, et en procédant comme au cours de la phase initiale, modifier la température y c du régime C, et les pla ges horaires #tn à température réduite #r du régime E. Il peut par ailleurs, s'il le désire, effectuer une remise à zéro de la température moyenne Smo et de la consommation C depuis la mise en route, et procéder à une mémorisation de la date et de l'heure, de façon à ce que les évs- luations futures de la température moyenne # mo et de la mc consommation CO soient effectuées par le microprocesseur 56 à partir de l'instant présent. Un second cycle, identique au premier qui vient d'être décrit se déroule alors, et ainsi de suite. Le procédé qui vient d'être décrit peut être résumé à l'aide du schéma fonctionnel en forme de boucle, de la figure 2. Sur ce schéma, un bloc 2 représentatif des équipements de climatisation, en l'occurence la chaudière à gaz reçoit, par une liaison 32, de l'énergie à partir d'un bloc 3 représentant à la fois la source d'énergie et le compteur d'énergie, en l'occurence le compteur à gaz 3. La marche du bloc 2 est commandée par une liaison 202 à partir d'un bloc 20 représentatif de l'ensemble des dispositifs qui commandent le régime de climatisation. Le bloc 20 reçoit en permanence, par une liaison 4D20, l'information de température instantanée 9 d'un bloc 40 de determination et de visualisation de température, lui-mSme recevant du bloc 2 un flux de chaleur représenté par une liaison 240. Un bloc 30 de détermination et de visualisation de la consommation reçoit du bloc 3 par une liaison 330 les données concernant la consommation d'énergie. Tous les dispositifs précédents étant automatiques, llin- tervention manuelle de I'opérateur, représenté par le bloc 100, comprend la lecture des températures et consommations affichées par les blocs 40 et 30, respectivement, l'analyse comparative de ces données objectives et des appréciations subjectives de la sensation de confort et de l'effort financier à consentir et la prise de décision ayant pour résultat la commande du bloc 20 pour un régime de chauffe prédéterminé. On notera que, dans la description,de la mise en oeuvre préférée du procédé qui a e été décrite, le système à microprocesseur 56, ainsi que le terminal 7 interviennent dans plusieurs blocs fonctionnels, de la figure 2, à savoir les blocs 20, 30 et 40. Dans le procédé qui vient d'être décrit, l'opérateur analyse et compare la température moyenne à l'intérieur du logement et la consommation d'énergie. Dans une variante du procédé, il est prévu également un capteur de température extérieure, pour déterminer la température instantanée extérieure et l'écart moyen entre la température intérieure et la température extérieure" pour analyse et comparaison avec la consommation d'énergie. Le procédé qui vient d'être décrit concerne un volume à climatiser unique, et met en oeuvre un unique capteur de température intérieure. Il est évidemment possible de réguler à l'aide d'un unique microprocesseur, la climatisation de plusieurs volumes, indépendamment les uns des autres, chaque volume étant pourvu de son propre capteur de tempé- rature, et de se propre source de chaleur. Dans une variante du procédé de l'invention, mis en oeuvre dans un volume, ou logement, dont les diverses pièces sont chauffées à partir de radiateurs, pourvus de robinets thermostatiques et raccordés à une unique chaudière, il est possible de prévoir des températures différentes dans plusieurs groupes de pièces.A cet effet, le circuit d'interface est prévu pour alimenter indépendamment des résistances électriques présentes dans les robinets thermotatiques, ce qui entraine leur fermeture, donc une diminution de la température dans le groupe de pièces concerné. Naturellement, le procédé de l'invention peut être transpo sé à un chauffage au fuel, un chauffage électrique, à un système de redroidissement d'air et d'unie manière générale à tout système de climatisation. Une telle transposition nécessite des aménagements évidents pour un homme de métier, comme par exemple, dans le cas d'un chauffage au fuel, l'adaptation du circuit d'interface au signal de sortie d'un capteur de niveau de cuve à fuel pour la détermination de la consommation, ou, dans le cas d'un chauffage électrique par convecteurs, la prise en compte des thermostats dont sont en général munis ces convecteurs. Ceci permet, par exemple, de décharger le circuit d'interface de la commande des convecteurs dans le cas du régime C, la température S c de consigne étant programmée c séparément sur le thermostat de chaque convecteur. Il est également possible d'utiliser le circuit d'interface et le terminal mis en oeuvre dans le procédé de l'invention pour centraliser, pour une habitation, un certain nombre de fonctions connues habituellement dispersées - lecture à distance des consommations non directement destinées à la climatisation comme eau, téléphone... - déclenchement d'une alarme, c'est-à-dire mise en route d'une sirène ou envoi d'un message à distance par ligne téléphonique à l'aide d'un transmetteur, dans tous les cas où la sécurité de l'habitation est mise en cause, ces cas correspondant par exemple à l'activation d'un détecteur d'intrusion, d'un détecteur d'incendie, d'un détecteur de fuite de gaz, d'un détecteur de fuite d'eau d'un détecteur de panne du congélateur, et de tout au tre type d'incident. Par ailleurs, l'emploi d'un terminal Videotex Minitel permet l'interrogation e' distance par un autre terminal de ce type. Enfin, il est possible de relier entre eux plusieurs circuits d'interface, afin de constituer un réseau géré par un microordinateur permettant de connaître, éventuellement à distance, les consommations globales d'eau, d'électricité, de gaz,... dans le cas d'un lotissement ou d'un immeuble, et d'être informé des défauts de sécurité. REVENDICATIONS 1.- Procédé de régulation d'une consommation énergétique d'un système de climatisation d'au moins un volume à climatiser, caractérisé par le fait que - il est déterminé, à des intervalles de temps, des températures instantanées du volume, - il est déterminé ,sur au moins une période de temps comprenant les dits intervalles,une température moyenne pour ledit volume, - il est déterminé la consommation énergétique sur chaque période, - il est procédé, par un opérateur, à une analyse compa- rative desdites températures moyennes et de la consommation, - l'opérateur choisit manuellement un régime de climatisation parmi plusieurs régimes de climatisation prédéterminés, le système de climatisation étant commandé semi-automatiquement en fonction dudit régime prédéterminé. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le volume à climatiser est un volume habitable. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le régime de climatisation est choisi par l'opérateur parmi un premier régime où la température reste sensiblement constante à une valeur assurant un confort dans ledit volume, un deuxième régime où la température est réduite pendant certaines plages horaires, un troisième régime où la température reste sensiblement constante pour éviter le gel dans ledit volume. 4.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les consommations énergétiques de plusieurs volumes sont régulées. 5.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que - il est déterminé, auxdits intervalles de temps, des températures instantanées extérieures audit volume, - il est déterminé, sur au moins ladite période de temps comprenant lesdits intervalles,un écart moyen entre la température dudit volume et la température extérieure audit volume.