Brevet FR2615972A1 — publié le 19881202

La présente invention est relative aux équipements de locaux d habitation, de locaux de bureau ou de locaux industriels tels que notamment les appareils de chauffage. de ventilation, d'éclairage, de conditionnement d air ou analogues. Les équipements de ce type et plus particulièrement les appareils de chauffage et de ventilation comportent des moyens de .régulation de l'énergie qu'ils consomment, en fonction de consignes de fonctionnement résultant du réglage préalable des appareils et des conditions d'ambiances traduites par des informations d'état délivrées aux moyens de régulation par des capteurs de mesure disposés dans le local. Un tel fonctionnement des équipements précités ne tient pas compte des conditions d'occupation du local de sorte que, par exemple dans le cas d un appareil de chauffage ou de conditionnement d'air, celuici fonctionne de la même manière que le local soit occupé ou non. L'invention vise à remédier à cet inconvénient, en créant un appareil notamment de chauffage. de ventilation, d'éclairage ou de conditionnement d'air d'un local dont le fonctionnement puisse tenir compte de ltoccupation et de l'inoccupation du local dans lequel il est installé. Elle a donc pour objet un appareil notamment de chauffage. de ventilation, d'éclairage ou de conditionnement d'9ir comprenant des moyens de régulation et de commande de son fonctionnement en fonction d'informations de consigne et d informations d'état relatives à l'environnement dans lequel il est installé, des moyens destinés à élaborer lesdites informations de consigne et des capteurs associés auxdits moyens de régulation et destinés à délivrer lesdites informations d'état, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un détecteur de présence également associé auxdits moyens de régulation et destiné à modifier les consignes de fonctionnement de 1 appareil selon que le local dans lequel il est installé est occupé ou non. L'invention a également pour objet un appareil du type défini ci-dessus destiné à faire partie d'un ensemble d'appareils intégrés dans un système de commande sélective à dispositif de commande central, caractérisé en ce que les moyens de régulation de son fonctionnement sont constitués par un dispositif assurant les fonctions d'asservissement et de commande de l'appareil à partir de consignes établies localement ou provenant d un organe central de gestion et d'informations d'état issues de capteurs de mesure de paramètres de l'environnement dans lequel est placé l'appareil, un dispositif d'interface de dialogue avec un organe central de gestion par l'intermédiaire d'un canal de transmission d informations d'état vers l'or- gane central de gestion e+ 'ou vers d'autres terminaux et d'informations de commande vers l'appareil à partir de l'organe central de gestion, et un détecteur de présence relié, d'une part au dispositif de commande central par l'intermédiaire du dispositif d'interface et d'autre part au dispositif d'asservissement et de commande, et permettant de modifier les informations de commande de fonctionnement de l'appareil en fonction de l'occupation ou de l'inoccupation du local équipé dudit appareil. L'invention a en outre pour objet un système de détection d'intrusions et de commande sélective d'une série d'appareils notamment de chauffage. de conditionnement d'air ou de- ventilation par un dispo sitif de commande central, caractérisé en ce que les appareils commandés par ledit système sont du type défini ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.1 est un schéma synoptique d'un appareil équipé d'un détecteur de présence suivant l'invention; - la Fig.2 est un schéma synoptique d'un détecteur de présence utilisable avec un appareil suivant l'invention; - la Fig.3 est un schéma synoptique d'un convecteur électrique à thermostat électronique équipé de moyens de pilotage de consigne à détecteur de présence; - la Fig.4 est un schéma synoptique d'un convecteur électrique à thermostat électromécanique équipé de moyens de commande de la température mettant en oeuvre un détecteur de présence; et - la Fig.5 est un schéma synoptique d'un appareil de commande sélective à partir d'un dispositif de commande central. associé à des moyens de détection de présence. Le schéma synoptique de la Fig.1 représente un appareil de chauffage. tel que par exemple un convecteur électrique désigné par la référence générale 1 et représenté par un rectangle en trait mixte. Cet appareil comporte des résistances électriques chauffantes non représentées, alimentées par le secteur et dont le fonctionnement est commandé par des actionneurs 2 connectés à la sortie d'un circuit d'asservissement et de commande 3, qui peut être cons titué soit par un circuit purement analogique, soit par un dispositif numérique réalisé en logique cablée ou programmée. Le circuit d'asservissement et de commande 3 comporte des premières entrées 4 par lesquelles il reçoit des informations d'état reçues de capteurs de mesure non représentés et des secondes entrées 5 par lesquelles il reçoit des consignes de fonctionnement engendrées soit par des moyens de réglage locaux soit par des moyens de commande centralisée lorsque l'appareil fait partie d'un ensemble d'appareils associés à un système de commande sélective tel que celui décrit au brevet français n 85 15 279 déposé le 15 octobre 1985. Enfin le circuit d'asservissement et de commande 3 comporte une troisième entrée 6 par laquelle il est connecté à un détecteur de présence-7 destiné à modifier les consignes de fonctionnement de l'appareil en fonction de la présence de personnes dans le volume qu'il est susceptible de chauffer. Le détecteur de présence 7 est soit un détecteur de présence statique. soit un détecteur de mouvement. La sensibilité du détecteur de présence 7 s'exerce dans une zone 8 délimitée sur la Fig.1 par les lignes convergentes 9. On voit que le mode de fonctionnement de l'appareil de la Fig.1 est fonction de l'état d'occupation ou d'inoccupation du volume de sensibilité 8 du détecteur de présence 7. Un exemple non limitatif de détecteur de présence va maintenant être décrit en référence à la Fig.2. Ce détecteur de présence comporte un émetteur 10 d'ondes ultra-sonores comprenant un oscilla teur 11 auquel est connecté par l'intermédiaire d'un amplificateur 12 de puissance d'émission. un transducteur 13 d'émission. Il comporte en outre un récepteur désigné par la référence générale 14 et comprenant un transducteur de réception 15, jouant le râle de capteur. dont la sortie est connectée par l'intermédiaire d'un amplificateur 16, à l'entrée d'un démodulateur 17 dont la sortie P fournit un signal de présence. La sortie P du démodulateur 17 est connectée à l'entrée d'une bascule à seuil 18 qui permet de fixer le niveau d'immunité du détecteur de présence et dont la sortie est reliée à l'entrée d'un circuit monostable rédéclenchable 19 ayant une période caractéristique telle que l'information d'état de presence disponible à la sortie, est maintenue entre les mouvements successifs de l'occupant, et pendant les intervalles d'inoccupation de courte durée. La sortie du circuit monostable 19 est la sortie d'information d'état de présence. Un détecteur de présence du type décrit en référence à la Fig.2 est sensible aux mouvements d'un occupant dans un local et lorsqu'il est associé à un convecteur équipé d'un thermostat, il peut assurer le pilotage de la consigne de température du thermostat en fonction de ces mouvements. Dans ce mode de réalisation qui est caractérisé par un faible prix de revient,la détection de présence est réalisée par l'émission continue par l'émetteur 10 d'une onde ultrasonore de fréquence fixe qui permet de détecter par effet Doppler le déplacement d'une surface réfléchissante dans le volume de sensibilité du détecteur, à l'aide du récepteur 13. L'appareil représenté à la Fig.3 est un con vecteur à thermostat électronique chrono-proportionnel. Ce convecteur comporte un élément chauffant 20 connecté au réseau en série avec un triac 21 dont l'électrode de commande est connectée à la sortie d'un circuit de commande 22. L'entrée du circuit de commande 22 est-connectée à la sortie d'un comparateur 23 dont une première entrée est reliée à un circuit sommateur 24 assurant la sommation du signal d'un capteur de mesure de la température (non représenté) et du signal de sortie d'un générateur de rampe 25 destiné à introduire une bande proportionnelle de fonctionnement de l'élément chauffant. La mesure de la température dans le local peut être réalisée à l'aide d'une sonde à thermistance (non représentée). L'autre entrée du comparateur 23 est connectée à la sortie d'un commutateur de consignes 26 destiné à délivrer une consigne de température de confort ou une consigne de température réduite. Le commutateur de consignes 26 comporte une entrée supplémentaire par laquelle il est connecté à un détecteur de présence 28.par exemple du type décrit en référence à la Fig.2. Le commutateur de consignes 26 est dans le présent exemple constitué par deux transistors à effet de champ et à grille isolée à canal N à enrichissement 29, 30. La source du transistor 29 est connectée à une tension analogique VR de consigne de température réduite, son drain est connecté à l'entrée correspondante du comparateur 23 et sa grille est reliée à la sortie du détecteur de présence 28 par l'intermédiaire d'un inverseur logique 31. La source du transistor 30 est connectée à une tension anaiogique Vc de consigne de température c de confort. son drain est connecté à la même entrée du comparateur 23 que le drain du transistor 29. La grille du transistor 3-0 est connectée directement à la sortie du détecteur de présence 28. Enfin le convecteur représenté à la Figure 3 comporte un avertisseur d'alarme sonore ou lumineux 32 commandé par une bascule monos table 33 elle-même connectée p.ar une de ses entrées à la sortie du détecteur de présence 28. La bascule 33 est alimentée par l'intermédiaire d'un interrupteur 34 d'inhibition de l'a- vertisseur 32. Lorsque le local dans lequel est disposé le convecteur est inoccupé le détecteur de présence 28 place le commutateur de consigne dans son état de consigne de température réduite par l'intermédiaire du transistor 29 commandé par le signal due sortie de l'inverseur 31 qui se trouve alors à l'état haut. Cette consigne est comparée par le comparateur 23 au signal de mesure de température combinée au signal de sortie du générateur de rampe 25. Le signal de sortie du comparateur 23 provoque la conduction du triac 21 par l'intermédiaire du circuit de commande 22 et permet donc de controler le passage du courant dans l'élément chauffant 20 de manière que la température de la sonde et donc du local atteigne la valeur de consigne choisie. Lorsque l'information d'état de présence issue du détecteur de présence 28 signale l'occupation du local,la consigne de température de confort est mise en service par le commutateur de consignes 26 actionné par l'information d'état de présence. En effet, la grille du transistor 30 est alors excitée par le signal de sortie à l'état haut du détecteur 28 et la grille du transistor 29 est inhibée par le signal de sortie à l'état bas de l'inverseur 31. Lorsque les occupants d'un local équipé du convecteur représenté à la Figure 3 quittent le local pour une période prolongée, ils ferment l'interrupteur 34 d'inhibition de l'avertisseur 32. Le détecteur de présence 28 assure alors d'une part sa fonction de pilotage de la consigne du convecteur et d'autre part la fonction de détection d'intrusions dans le local de personnes indésirables. Dés qu'une telle intrusion se produit, elle est détectée par le détecteur 28 dont le signal de sortie est appliqué à l'avertisseur 32 qui émet un signal d'alarme. La bascule monostable 33 assure une limitation du temps de fonctionnement de l'avertisseur 32. Lorsque les occupants autorisés reviennent dans le local, ils ouvrent l'interrupteur 34 et le dispositif d'alarme est alors inhibé. Le convecteur à thermostat électro-mécanique représenté à la Fig.4 comporte principalement un élément chauffant 40 connecté au secteur d'alimentation en série avec un thermostat électro-mécanique 41 dont l'élément sensible 42 est placé-en relation d'échange thermique avec un organe d'élévation de température constitué par une résistance 43 connectée au réseau en série avec un interrupteur-44 actionné par un relais 45 lui-même commandé par un détecteur de présence 46 par exemple du type décrit en référence à la Fig.2. L'interrupteur 44 est fermé lorsque le détecteur de présence ne délivre aucun signal de sortie. Par conséquent, la résistance 43 étant alimentée, il y a élévation de température de l'élément sensible 42 du thermostat et de ce fait une limitation de la durée de fonctionnement de l'élément chauffant 40. ce qui assure le maintien de la température du local à une valeur réduite lorsque le local est inoccupé. Lorsque le détecteur de présence 46 détecte la présence et/ou les déplacements d'un occupant dans son volume de sensibilité, il provoque l'ouverture de l'interrupteur 44 d'alimentation de la résistance 43. L'élément sensible 42 du thermostat n'est alors plus réchauffé de façon artificielle par la résistance 43 et reprend son cycle de commande normal de l alimenta- tion de l'élément chauffant 40 du convecteur en fonction de l'évolution de la température dans ce local, et ceci autour de la température de consigne du thermostat. Lorsque la résistance 43 est alimentée, la température du local se stabilise à une valeur inférieure à celle du cas précédent. L'abaissement de température obtenu est lié directement à l'élévation de température de l'élément sensible 42 du thermostat 41 par la résistance 43, par rapport à la température du local. Bien entendu le convecteur suivant l'invention pourrait fonctionner avec tous types de thermostats autres que ceux décrits en référence aux Figures 3 et 4, sous l'action de l'information de présence sur la mesure o-u bien sur la consigne du thermostat. De même, tout type de détecteur de présence connu tel qu'un détecteur hyperfréquence, infrarouge, audio ou autre pouvant fournir un signal de présence peut être utilisé à- la place de moyens particuliers décrits en référence à la Figure 2 et attaquer la bascule à seuil 18 du récepteur 14 représenté sur cette Figure afin de permettre ainsi d'obtenir une information d'état de présence à la sortie du dispo sitif. C'est ainsi que dans un local occupé par des personnes ne quittant leur place que très rarement, le détecteur de présence du type décrit en référence à la Fig. 2 peut être remplacé par un détecteur de -présence statique. Le schéma synoptique de la Figure 5 représente un appareil à système de commande sélective à partir d'un dispositif de commande central. Le brevet français n 85 15 279 déposé le 15 Octobre 1985 décrit un système de commande sélective d'-une série de terminaux périphériques par un dispositif de commande central. Chaque terminal périphérique est incorporé à un appareillage local à commander et permet un échange d'informations de commande venant du dispositif de commande central et d'informations d'état issues de chaque terminal. Le terminal périphérique assure par ailleurs la commande et le traitement des fonctions spécifiques de l'appareilage auquel il est associé. Le schéma de la Figure 5 illustre l'association dans un même appareil désigné par la référence générale 50 des parties suivantes - un dispositif 51 assurant les fonctions d'interface de dialogue avec un organe de gestion centralisé par l'intermédiaire d'un canal de transmission 52 (transmission d'informations d'état vers l'organe central (non représenté) et/ou vers d'autres terminaux de même adresse, par exemple les terminaux d'appareils similaires installés dans un même local et dont le fonctionnement doit être calqué sur celui de l'appareil décrit, considéré comme appareil maitre, et d'informations de commande vers l'appareil à partir de l'organe central par exemple comme décrit dans le brevet précité;; - un dispositif 53 assurant les fonctions d'asservissement et de commande de l'appareil à partir de consignes établies localement ou provenant d'un organe central de gestion (informations de commande) et de mesures issues de capteurs (informations d'état) par exemple comme décrit dans le brevet précité; - un détecteur de présence 54 permettant d'obtenir une information d'état de présence suivant la description qui vient d'en être faite en référence aux Figures 1 et 2. Ces trois dispositifs peuvent être physiquement réunis en tout ou partie. L'information d'état de présence délivrée par le détecteur 54 constitue à la fois une information d'état de l'appareil transmise vers l'organe central (non représenté) et une information de commande utilisée pour modifier la ou les consignes des fonctions d'appareil. L'appareil représenté à la Figure 5 peut être utilisé seul ou bien faire partie d'un ensemble d'appareils commandés par un dispositif de commande central. Les informations de présence transmises par le terminal de chaque appareil au dispositif central permettent de constituer un système d'alarme centralisée détectant lesintrusions de manière sélective, tandis que le mode de fonctionnemnt d'un appareil se trouve modifié par l'état d'occupation ou d'inoccupation du volume de sensibilité du détecteur de présence de la manière déjà décrite en référence aux Figures 2 et 3. On voit donc que grace à l'agencement qui vient d'être décrit on dispose à la fois dans un même ensemble de moyens de commande du fonctionnement d'appareils en fonction de l'occupation et de l'inoccupation des locaux qu'ils équipent et de moyens de détection d'intrusion sélective mettant à profit les informations de détecteurs de présence de pilotage des consignes de fonctionnement des appareils, pour assurer la surveillance desdits locaux et déclencher des moyens d'alarme adaptés suivant les cas. Les exemples du dispositif de l'invention qui viennent d'être décrits sont considérés comme étant appliqués à des appareils de chauffage tels que des convecteurs électriques. On comprendra toutefois que l'invention peut etre appliquée à d'autres équipements à commande électrique tels que les appareils de conditionnement d'air, les appareils de ventilation, les installations d'éclairage et en général à tous les appareillages dont il est intéressant de modifier le fonctionnement en fonction de l'occupation des locaux dans lesquels ils sont installés. En particulier, dans le cas d'une installation d'éclairage, on peut par exemple envisager de remplacer dans le dispositif de la Fig.1, les résistances électriques du convecteur par plusieurs lampes d'éclairage. Le circuit d'asservissement et de commande 3 peut alors recevoir sur ses entrées 4 des informations d'état relatives aux conditions ambiantes d'éclairage et sur ses entrées 5 des consignes de fonctionnement déterminant le niveau de faible éclairement à partir duquel l'alimentation des lampes doit être assurée. Le détecteur de présence 7 connecté à l'en trée 6 du circuit d'asservissement et de commande 3 a pour fonction de modifier les consignes de fonctionnement appliquées aux entrées 5 pour provoquer la commande de l'alimentation des lampes dès qu'une personne pénètre dans le local. Selon une variante, le détecteur de présence 7 peut etre connecté directement aux actionneurs 2 pour assurer la commande de l'alimentation des lampes sans l'intervention d'un circuit d'asservissement et de commande. Enfin. les appareils qui viennent d'etre décrits peuvent comporter des détecteurs de présence dont la nature dépend du mode de fonctionnement demandé à ces appareils. REVENDICATIONS 1 - Appareil notamment de chauffage, de ventilation, d éclairage ou de conditionnement d'air comprenant des moyens (3; 22 à 25; 41,42; 53) de régulation et de commande de son fonctionnement en fonction d'informations de consigne et d'informations d'état relatives à l'environnement dans lequel il est installé, des moyens destinés à élaborer lesdites informations de consigne et des capteurs associés auxdits moyens de régulation et destinés à délivrer lesdites informations d'état, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un détecteur de présence (7; 28; 46; 54) également associé auxdits moyens de régulation et de commande et destiné à modifier les consignes de fonctionnement ou les informations d'état de l'appareil selon que le local dans lequel il est installé est occupé ou non. 2 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit détecteur de présence 3 - Appareil s uiva nt la revendication 1, ca ractérisé en ce que ledit détecteur de présence (7; 28; 46; 54) est un détecteur de mouvement. 4 - Appareil suivant les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que ledit détecteur de présence comporte en outre à sa sortie (P) délivrant un signal de présence des moyens à seuil (18) destinés à fixer l'immunité du détecteur de présence et des moyens (19) de maintien de l'information de 1 état de présence disponible à la sortie du détecteur entre les mouvements successifs de l'occupant et pendant des périodes d'inoccupation de courte durée. 5 - Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ledit détecteur de présence est un détecteur de présence à ultrasons comprenant un émetteur (10) d'ondes ultra sonores et un récepteur (14) des ondes issues de l'émetteur (10). 6 - Appareil suivant l'une des revendications 1 à 5. constitué par un convecteur électrique å thermostat électronique, comportant un élément chauffant (20) connecté au réseau par l'intermédiaire d'un redresseur commandé (21) et un circuit de commande (22) connecté à l'électrode de commande du redresseur commandé, caractérisé en ce que ledit détecteur de présence (28) est relié audit circuit de commande (22) par l'intermédiaire d'un commutateur de consignes (26) dont la sortie est connectée à une entrée d'un comparateur (23), l'autre entrée de ce dernier étant connectée à un sommateùr (24) du signal de sortie d'un capteur de mesure de température et du signal de sortie d'un générateur de rampe (25). 7 - Appareil suivant l'une des revendications 7 à 5, constitué par un convecteur électrique à thermostat électro-mécanique, comportant un élément chauffant (40) connecté au réseau par l'intermédiaire d'un thermostat (41) dont l'élément sensible (42) est disposé en relation d'échange thermique avec un organe d'élévation de température (43), caractérisé en ce que l'organe d'élévation de température (43 > est connecté au réseau par l'intermédiaire d'un interrupteur (44) actionné par un relais (45) commandé par ledit dëtec- teur de présence (46). 8 - Appareil suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens avertisseurs d'alarme (32) commandés par des moyens (33) de limitation du temps de fonctionnement des moyens avertisseurs à partir de l'information de sortie du détecteur de présence (7;28;46;54). 9 - Appareil suivant l'une des revendications 1 à 8, destiné à faire partie d'un ensemble d'appareils intégrés dans un système de commande sélective à dispositif de commande central. carac térisé en ce que les moyens de régulation de son fonctionnement sont constitués par un dispositif (53) assurant les fonctions d'asservissement et de commande de l'appareil à partir de consignes établies localement ou provenant d'un organe central de gestion et d'informations d'état issues de capteurs de mesure de paramètres de l'environnement dans lequel est placé l'appareil, un dispositif (51) d'interface dé dialogue avec un organe central de gestion, par l'intermédiaire d'un canal (52) de transmission d'informations d'état vers l'organe central de gestion et d'informations de commande vers l'appareil à partir de l'organe central de gestion, et un détecteur (54) de présence relié, d'une part au dispositif de commande central par 1' in- termédiaire du dispositif d'interface (51) et d'autre part au dispositif (53) d'asservissement et de commande, et permettant de modifier les informations de commande de fonctionnement de l'appareil en fonction de l'occupation ou de l'inoccupation du local équipé dudit appareil. 10 - Appareil suivant la revendication 9, caractérisé en ce que ledit détecteur de présence (54) constitue un dispositif d'alarme destiné à détecter les intrusions dans le local équipé dudit appareil et à transmettre des informations d'intrusion au dispositif de commande central. 11 - Système de détection d'intrusions et de commande sélective d'une série d'appareils notamment de chauffage, de conditionnement d'air ou de ventilation par un dispositif de commande central, carac térisé en ce que les appareils commandés par ledit système sont du type défini dans l'une quelconque. des revendications 1 à 4 et 9. 12 - Système de commande suivant la revendication 11, caractérisé en ce que son dispositif de commande central constitue avec les détecteurs de présence (54) des appareils commandés, un système d'alarme centralisé à détection d'intrusion sélective.