Brevet FR2624280A1 — publié le 19890609

SYSTEME DE SECURITE DE REGULATION DE CHAUFFAGE D'UN VOLUME PAR FLUIDE GAZEUX CALOPORTEUR La présente invention concerne les systèmes de sécurité pour les dispositifs de régulation du chauffage d'un volume, par exemple d'un local d'habitation, au moyen d'un fluide gazeux caloporteur, c'est-à-dire essentiellement d'air chauffé au moyen d'une source de chaleur dont l'énergie peut être fournie par I'électricité, le fuel, le gaz naturel, etc. I1 existe de nombreux dispositifs pour le chauffage de locaux au moyen d'un fluide gazeux caloporteur. Ils comprennent essentiellement une source de fluide gazeux caloporteur, des moyens pour conduire le fluide chaud dans le volume devant être chauffé et des moyens permettant d'obtenir une circulation de ce fluide dans ce volume, et éventuellement son brassage. Les sources de fluide gazeux caloporteur sont généralement constituées par des chaudières comportant un serpentin parcouru par le fluide gazeux comme de l'air, ce fluide étant chauffé par la production d'énergie calorifique, par exemple par la combustion d'un gaz organique tel que du méthane. Les moyens pour conduire le fluide gazeux et obtenir son brassage dans le volume à chauffer sont essentiellement constitués par des conduites associées à des ventilateurs ou aspirateurs. Les moyens rappelés ci-dessus sont bien connus en eux-mêmes et ne seront donc pas plus amplement décrits ici. A ces systèmes, sont généralement associés des moyens de régulation qui permettent d'obtenir une température dans le volume considéré assurant à ses occupants le confort souhaité. Ces moyens sont conçus pour essayer de maintenir la température du volume sur une valeur de consigne. Ceci est généralement obtenu par un régulateur comportant une sonde disposée dans le volume dont il est nécessaire de contrôler la température et un moyen commandable par les signaux délivrés par la sonde pour régler la quantité de calories produites par la source d'énergie calorifique. Ces dispositifs sont relativement complexes mais donnent en général de bons résultats. Néanmoins, il est souvent utile de leur associer des systèmes de sécurité qui permettent d'éviter, lorsque la régulation ne donne plus satisfaction, que la température ne subisse une augmentation trop importante, ce qui serait néfaste pour l'ensemble de l'installation et peu supportable par les occupants du local surchauffé. Or, on constate que nombre de ces systèmes sont peu fiables, ceux donnant satisfaction étant d'un prix de revient très élevé. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus et de réaliser un système de sécurité pour les dispositifs de régulation de chauffage, notamment par fluide gazeux caloporteur. Plus précisément, la présente invention a pour objet un système de sécurité pour un dispositif de régulation du chauffage d'un volume par fluide gazeux caloporteur fourni par une source thermique à laquelle sont associés des moyens pour obtenir une circulation dudit fluide dans ledit volume, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour délivrer un premier signal représentatif de la valeur de la température dudit fluide caloporteur produite par ladite source, des premiers moyens pour comparer la valeur dudit premier signal à une pluralité de premiers seuils de valeurs prédéterminées et pour délivrer à leur sortie des deuxièmes signaux représentatifs du résultat de ladite première comparaison, des moyens pour visualiser la valeur desdits deuxièmes signaux, des deuxièmes moyens pour comparer la valeur dudit premier signal à la valeur d'un second seuil de sécurité et délivrer un troisième signal, résultat de cette dite deuxième comparaison, un relais commandable dont l'entrée est alimentée par ledit troisième signal et la sortie est apte à délivrer un quatrième signal de commande à deux états de valeur en fonction de la valeur dudit troisième signal, et des moyens commandables par ledit quatrième signal à partir d'une entrée de commande, cesdits moyens étant aptes à délivrer sur une sortie un signal d'alimentation desdits moyens permettant d'obtenir la circulation dudit fluide caloporteur dans ledit volume. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description suivante donnée en regard du dessin annexé à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lequel la figure unique représente un système de sécurité pour un dispositif de régulation de chauffage, sous forme d'un bloc diagramme, en l'associant à une source thermique et à des moyens pour obtenir une circulation de fluide gazeux caloporteur. La figure unique représente un système 1 de sécurité pour un dispositif de régulation du chauffage d'un volume 2, par exemple un local d'habitation ou analogue, en association avec une chaudière 3 produisant à sa sortie 4 un fluide gazeux comme de l'air à une certaine température et des moyens 5, par exemple un ou plusieurs ventilateurs, dont un seul a été représenté. Ce ventilateur 6 est apte à être commandé par son entrée de commande 7, permettant d'obtenir une circulation du fluide gazeux caloporteur dans des moyens de conduite schématiquement illustrés en 8. La chaudière 3 peut être alimentée à une entrée 9 en une énergie qui peut être du gaz naturel qui, en brûlant, porte l'air entrant par la deuxième entre 10 de la chaudière à une certaine température. L'air chaud dit "fluide gazeux caloporteur" est obtenu a la sortie 4 de la chaudière et sa circulation est favorisée par l'action du ventilateur 6. Cette circulation est en particulier fonction de la vitesse de rotation du ventilateur 6, elle-même fonction du signal d'alimentation qui est appliqué à l'entrée de commande 7 de ce ventilateur. En revenant plus particulièrement au système de régulation 1, celui-ci comprend une sonde de température 20 disposée dans la chaudière 3 ou, comme illustré, à proximité de sa sortie 4. Cette sonde 20 est apte à délivrer à sa sortie 21 un premier signal dont la valeur est représentative de la température du fluide qui la baigne. Une telle sonde peut être constituée, par exemple, par une sonde thermoélectrique ou un thermocouple. La sortie 21 de la sonde 20 est reliée à l'entrée 22 d'un amplificateur 23 comportant éventuellement plusieurs étages d'amplification, chaque étage étant constitué, par exemple, par un amplificateur opérationnel. La sortie 24 de cet étage d'amplification 23 est reliée à une entrée 25 de moyens 26 permettant de comparer la valeur du signal obtenu à la sortie 24 à une pluralité de seuils de valeurs prédéterminées. Ces valeurs suivent une progression régulière et chacune d'elles, comme il sera explicité ci-après, est représentative d'une valeur de température correspondant à une plage déterminée de la température que peut prendre le fluide caloporteur à la sortie 4 de la chaudière 3. Ces moyens 26 peuvent être constitués par un discriminateur de signaux 27 comportant une pluralité de sorties 28, chacune de ces sorties étant apte à délivrer un signal quand la valeur de celui qui est appliqué à l'entrée 25 dépasse un seuil. Dans un mode avantageux de réalisation, les sorties 28 de ce discriminateur 27 sont respectivement reliées aux entrées 29, 30, 31 de moyens de visualisation 32 tels que, par exemple, des diodes électroluminescentes 33, 34, 35, ... La sortie 24 de l'étage d'amplification 23 est également reliée à une première entrée 36 d'un comparateur 37 dont la deuxième entrée 38 est apte à recevoir un signal représentatif de la valeur d'un second seuil correspondant à une valeur de température qu'il est nécessaire que le fuide en sortie 4 ne dépasse jamais dans un souci de sécurité. Ce comparateur 37 est avantageusement constitué d'un amplificateur différentiel réalisé à base, par exemple, lui aussi, d'un ou de deux étages d'amplificateurs opérationnels, est apte à délivrer à sa sortie 39 un troisième signal représentatif du résultat de la comparaison qu'il est apte à effectuer. Ce troisième signa peut, par exemple, prendre deux états conventionnellement représentés par O et I, permettant ainsi de commander, en étant appliqué à son entrée 40, un relais 41 du type, par exemple électronique, électromagnétique, etc, la représentation électromagnétique de la figure n'ayant été donnée qu'a titre d'exemple et essentiellement pour bien faire ressortir la fonction de ce relais 41. Ce relais 41 comporte une sortie 42 apte à délivrer un quatrième signal généralement à deux états O et I en fonction de l'état du troisième signal appliqué à son entrée 40. La sortie 42 du relais 41 est reliée à une entrée de commande 43 de moyens 44 commandables qui permettent de délivrer à leur sortie 45 un signal qui, appliqué à l'entrée 7 du ventilateur 6, permet, par exemple en fonction de son amplitude, de commander la vitesse de rotation de ce ventilateur 6. Ces moyens 44 sont constitués, par exemple, par un organe de commande 46 permettant, à partir de son entrée 47, d'élaborer à sa sortie qui est en fait la sortie 45, des signaux en fonction d'un ordre de commande qui lui est appliqué sur une seconde entrée 48.Cet organe de commande 46 peut être constitué par exemple par un variateur du type manuel ou électronique asservi par son entrée de commande 48 à des valeurs de signaux délivrés par exemple à la sortie 49 d'un ensemble de moyens de capteurs 50 définissant un certain nombre de paramètres pour la sécurité et le bon fonctionnement de la régulation de température du volume. Quel que soit son type de réalisation, l'organe de commande 46 est alimenté à son entrée 47 à partir d'une sortie 51 d'une source d'alimentation 52 qui est généralement l'énergie électrique distribuée dans tout immeuble. Néanmoins, entre la sortie 51 de la source d'énergie 52 et l'entrée 47 de l'organe 46, est disposé en série un interrupteur commandable 53 entre son entrée 54 et ses deux sorties 55 et 56. L'entrée 55 est reliée à l'entrée 47 de l'organe 46 tandis que la sortie 56 est reliée directement à l'entrée 7 du ventilateur 6. Par contre, l'entrée de commande 57 de ce commutateur 53 est reliée à la sortie 42 du relais 41. Le système 1 décrit ci-dessus fonctionne de la façon suivante: Il est tout d'abord supposé que le système d'alimentation de la chaudière est éteint. On commence alors par alimenter la chaudière en gaz ce combustion, par son entrée 9, et par commander son allumage. Le gaz commence à produire une certaine quantité d'énergie calorifique qui chauffe progressivement l'air circulant entre l'entrée 10 et la sortie 4 de la chaudière. La sonde de température 20 délivre un signal, qui amplifié, est appliqué à l'entrée 25 du discriminateur 27 et analysé au fur et à mesure de sa variation qui est une fonction croissante. Chaque fois que la valeur de l'amplitude de ce signal passe un des seuils définis dans le discriminateur 27, une diode électroluminescente s'allume. De cette fanon, à mesure que la température du fluide en sortie 4 s'élève, les diodes électroluminescentes 33, 34, ... s'allument, indiquant par là à l'utilisateur que la température de l'air suit bien son cycle normal d'augmentation. Pendant ce même temps, à partir des moyens de commande 50, le ventilateur 6 peut être commandé en rotation afin d'obtenir une circulation du fluide gazeux dans le volume 2, notamment en vue d'obtenir une température homogène dans l'ensemble du volume 2. Par contre, si la température du fluide, en augmentant, dépasse une certaine valeur limite fixée par la valeur du signal de seuil appliqué à l'entrée 38 du comparateur 37, ce dernier délivre à sa sortie 39 un signal, par exemple de valeur I, qui commande la fermeture du relais 41. De ce fait, le relais 41 délivre, lui aussi, à sa sortie 42 un signal d'amplitude I qui est appliqué à l'entrée de commande 57 du commutateur 53. Il s'en suit que l'entrée 54 de ce commutateur est reliée à la sortie 56, ce qui permet à l'énergie délivrée à la sortie 51 de la source 52 d'être appliquée directement par le conducteur électrique 60, à l'entrée 7 du ventilateur 6 qui fonctionne alors au maximum de sa vitesse d'entratnement donnant une circulation maximum du fluide, par exemple entre l'entrée 10 et la sortie 4 de la chaudière, évitant ainsi une élévation trop importante de la température de ce fluide et tous les inconvénients qui pourraient s'en suivre pour les personnes se trouvant dans le volume 2, si celui-ci venait à être surchauffé. De plus, l'accélération de la circulation du fluide, notamment au niveau de la chaudière, permet de lui éviter des surchauffes et contribue ainsi à lui assurer une durée de vie plus importante. REVENDICATIONS 1. Système de sécurité pour un dispositif de régulation du chauffage d'un volume (2) par fluide gazeux caloporteur fourni par une source thermique (3) à laquelle sont associés des moyens (5) pour obtenir une circulation dudit fluide dans ledit volume, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (20) pour délivrer un premier signal représentatif de la valeur de la température dudit fluide caloporteur produite par ladite source, des premiers moyens (26) pour comparer la valeur dudit premier signal à une pluralité de premiers seuils de valeurs prédéterminées et pour délivrer à leurs sorties (28) des deuxièmes signaux représentatifs du résultat de ladite première comparaison, des moyens (32) pour visualiser la valeur desdits deuxièmes signaux, des deuxièmes moyens (37) pour comparer la valeur dudit premier signal à la valeur d'un second seuil de sécurité et délivrer un troisième signal, résultat de cette dite deuxième comparaison, un relais commandable (41) dont l'entrée est alimentée par ledit troisième signal et la sortie (42) est apte à délivrer un quatrième signal de commande à deux états de valeur en fonction de la valeur dudit troisième signal, et des moyens commandables (44) par ledit quatrième signal à partir d'une entrée de commande (43), cesdits moyens étant aptes à délivrer sur une sortie (45) un signal d'alimentation desdits moyens (5) permettant d'obtenir la circulation dudit fluide caloporteur dans ledit volume. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour délivrer un premier signal représentatif de la valeur de la température dudit fluide sont constitués par une sonde thermique (20). 3. Système selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite sonde thermique est constituée par un thermocouple. 4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits premiers moyens (26) pour comparer la valeur dudit premier signal à une pluralité de premiers seuils de valeurs déterminées et les moyens (32) pour visualiser la valeur desdits c S -cs signaux sont respectivement ; - tues par un discriminaceur de seuils (27) à une pluralité de sorties (28), fonction du nombre de ces seuils, et un nombre de diodes électroluminescentes (33,34,35) égal audit nombre de sorties du discriminateur, les entrées desdites diodes étant reliées respectivement à ces sorties. 5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits deuxièmes moyens pour comparer la valeur dudit premier signal à une valeur d'un second seuil de sécurité comportent au moins un amplificateur différentiel (37) à au moins deux entrées (36,38), une première entrée (36) recevant ledit premier signal et la seconde entrée (38) recevant un signal ayant une valeur représentative de celle du second seuil de sécurité. 6. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens commandables pour alimenter les moyens d'obtention de la circulation dudit fluide sont constitués par un variateur (46), une source d'énergie (52) dont la sortie (51) est connectée à l'entrée (47) dudit variateur à travers un commutateur commandable (53), l'entrée (57) dudit commutateur constituant l'entrée de commande de cesdits moyens commandables, ledit commutateur comportant une sortie (56) apte à délivrer un signal de commande directe desdits moyens (5) d'obtention de la circulation dudit fluide. 7. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens (5) d'obtention de la circulation dudit fluide dans ledit volume comportent au moins un ventilateur (6) dont la vitesse est une fonction de la valeur du signal appliqué à son entrée (7). 8. Système selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit variateur (46) comporte une entrée de commande (48). 9. Système selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ladite entrée de commande (48) dudit variateur (46) est à action manuelle. 10. Système selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'entrée de commande dudit variateur est apte à recevoir un signal de commande automatique élaboré à partir de capteurs (50) de mesures de valeurs de paramètres prédéterminés.