Brevet FR2632053A1 — publié le 19891201

L'invention est relative à un dispositif de sécurité collective, permettant la mise à l'arrêt de chaudières individuelles fonctionnant au Gaz et faisant partie d'un ensemble collectif d'habitations. Ce dispositif est particulièrement destiné à des chaudières raccordées, pour l'extraction de leurs produits de combustion, à une installation collective de Ventilation Mécanique Contr8lée (V.M.C.), et agit lorsque 1 extraction s'arrête intempestivement. Ce dispositif transmet un signal de modulation de la pression locale de distribution, valant ordre d'arrêt, en utilisant au moins partiellement le réseau intérieur de distribution de gaz de l'immeuble. Des récepteurs, sensibles à cette modulation de pression, décodent le signal et mettent les appareils concernés à l'arrêt. Le développement du chauffage individuel gaz en immeuble collectif a conduit, dans des cas spécifiques, . à la multiplication de certains chauffe-eau et chauffe-bains pour lesquels l'extraction des gaz de combustion est faite grâce au réseau collectif de conduits de Ventilation Mécanique Contrôlée (V.M.C.) de l'immeuble, en même temps que le renouvellement de l'air des pièces d'habitation. Le schéma général de principe d'une telle installation est décrite en Annexe 1/2. Un caisson d'extraction repère 1 situé au sommet de l'immeuble, souvent dans les combles ou sur la toiture-terrasse, mais parfois en pied d'immeuble, dans les installations dites de V.M.C. inversée, aspire les gaz de combustion des chaudières individuelles, repère 2 et des chauffe-bains, repère 3, grâce à un réseau de gaines repère 4. L'alimentation en gaz de ces dits appareils est réalisé au moyen d'un branchement individuel, repère 5 à partir d'une colonne de distribution verticale située le plus souvent en gaines techniques, repère 6. Cette colonne est elle-même raccordée au réseau de distribution public de gaz par l'intermédiaire du branchement d'immeuble, repère 7. Le branchement individuel comprend à son origine, le compteur de gaz, repère 8 et le robinet général, repère 9. La chaudière est munie de dispositifs de sécurité classiques, ainsi que d'appareillages annexes (circulateurs, etc..), alimentés à partir d'une ligne électrique Monophasée 220 V, repère 11, issue du Tableau général de l'Abonné, repère 10. En cas d'arrêt de l'installation d'extraction commune de l'immeuble, la non-aspiration des gaz de combustion représente un grave danger d'asphyxie des occupants de chaque appartement. C'est pourquoi, chaque appareil est muni de dispositifs classiques surveillant notamment la disparition de l'aspiration à l'extrèmité des conduits de V.M.C., tels que déprimomètres ou capteurs équivalents, ainsi que l'élévation de température des produits gazeux de combustion. De tels dispositifs fonctionnent suivant les cas, soit par l'ouverture d'un contact électrique, interrompant la boucle de sécurité de la chaudière ou du chauffe-bains, soit par action mécanique visant à interrompre l'alimentation normale en gaz de ladite chaudière ou dudit chauffe-bains. De tels dispositifs, couramment utilisés pour ce type d'appareils, se sont parfois montrés défaillants, entraînant mort d'homme, en cas d'arrêt de la V.M.C. Le dit arrêt peut se produire par incident d'origine électrique ou mécanique, au niveau du caisson V.M.C. Pour pallier aux défaillances des sécurités individuelles situées au niveau de chaque appareil, des systèmes d'asservissement du fonctionnement des chaudières et chauffe-bains à celui de l'extraction ont été imaginés ou peuvent être, tels que dispositifs à fils pilotes, utilisant une paire de fils par appartement, et les relais intermédiaires à émission de tension ou à manque de tension, dispositifs à courants porteurs utilisant les branchements électriques individuels des appartements et la colonne montante de distribution électrique comme support de l'information, etc... De tels dispositifs sont bien connus des spécialistes, mais posent divers problèmes de réalisation pratique ou de fonctionnement, et sont d'un coût de mise en oeuvre élevé, surtout lorsqu'ils n'ont pas été prévus à la construction de l'immeuble. - Une première idée concernant le dispositif de sécurité -selon l'invention, vise à utiliser le réseau de distribution de gaz, colonne montante et branchements individuels pour véhiculer l'ordre de mise à l'arrêt des appareils de chauffage, et en tant que support, au moins partiel de transmission de l'information. Ce support constitue une liaison économique pour le signal de mise à l'arrêt des chaudières, puisqu'existant et reliant le haut et le bas de la gaine technique de Distribution avec les extrémités de branchement intérieur de gaz. - Une deuxième idée concernant le dispositif selon l'invention, consiste à envoyer un signal de mise à l'arrêt des installations individuelles de chauffage au moyen d'une modulation de la pression du gaz à l'intérieur du réseau de Distribution de l'immeuble, à partir d'un dispositif modulateur situé à l'origine de l'élément de réseau de distribution intérieur à l'immeuble, tel que pied de colonne montante. - Une troisième idée concernant le dispositif selon l'invention, consiste en une action de modulation par variation prédéterminée et durable de la pression de Distribution du gaz en aval du modulateur, variation compatible avec le fonctionnement normal des appareils ne nécessitant pas d'une façon impérative et immédiate, l'extraction des gaz brûlés, tels que plaques de cuisson, cuisinières ou équipements similaires. - Une quatrième idée concernant le dispositif selon l'invention, consiste à maintenir la modulation le temps nécessaire à l'arrêt et à la mise en sécurité, des appareils incriminés, tels que vus ci-dessus à l'exception de ceux qui peuvent fonctionner. Cette modulation se traduit soit par l'ouverture de la boucle électrique de sécurité des dits appareils, soit par la fermeture de robinets ou vannes déclencheurs à baisse de pression ou de tous dispositifs autonomes ou non, sensibles à la pression, ayant les mêmes effets et permettant l'extinction ou la mise en sécurité par baisse anormale ou coupure, de la pression du gaz au niveau de l'extrémité du branchement individuel intérieur. Une variante de ces mêmes dispositifs selon l'invention consiste à combiner les deux actions précédentes et à agir électriquement ou mécaniquement sur ces dispositifs de fermeture du gaz non autonomes du point de vue de l'énergie de commande, tel qu'électrovanne ou dispositif similaire. - Une cinquième idée concernant le dispositif selon l'invention, vise à permettre, dans le cas d'utilisation d'un organe récepteur tel que Pressostat ou relais électronique de pression ou tout dispositif assurant la même fonction, la remise en marche de l'installation par refermeture de la boucle de sécurité s'effectuant lors de la disparition du signal de modulation sans intervention manuelle de réarmement. - Une sixième idée concernant le dispositif selon l'invention, consiste à permettre qu'au niveau de l'ensemble de l'immeuble, l'ordre de modulation de la pression ne puisse être confondu avec un arrêt ou un incident de la distribution du réseau gaz, la pression étant maintenue à une valeur suffisamment haute, pour permettre le fonctionnement d'appareils dont la consommation est compatible avec la sécurité en cas d'arrêt de la V.M.C., pression dont la valeur est significative de l'absence d'incident de distribution côté réseau public de distribution extérieur à l'immeuble. - Une septième idée concernant le dispositif selon l'invention consiste à agir sur un modulateur par sécurité positive, grâce à la disparition d'une tension de commande si possible continue et secourue afin qu'en fonctionnement hors, il n'y ait pas d'aléas, et que le fonctionnement aille dans le sens de la sécurité. Des fils pilotes repère 29 permettent le lien entre une source d'alimentation de sécurité repère 25 telle que source continue inférieure à 24 V, si possible secourue par batterie en cas de perturbation secteur, et un contact de signalisation à ouverture Repère 26, fonctionnant lors de l'arrêt du dispositif d'extraction de la-V.M.C. Les dits fils pilotes posés selon les règles de l'art et les contraintes des règles et normes en vigueur, permettent, par exemple grâce aux gaines techniques verticales de distribution, de cheminer du haut en bas de l'immeuble. En résumé, ce dispositif est caractérisé - Premièrement par une action de modulation de pression, par exemple baisse de pression constante maintenue grâce à un modulateur de pied de colonne, propagée par les canalisations de gaz jusqu'aux dispositifs récepteurs pour mettre à l'arrêt des installations - Deuxièmement, par une modulation agissant sélectivement sur des dispositifs récepteurs mécaniques, électriques ou électromécaniques, autonomes ou non, provoquant par action électrique et/ou mécanique, l'arrêt des appareils à commander, le tout selon un principe de sécurité positive, ce qui signifie que tout incident propre au dispositif lui-même, tel que panne d'alimentation, etc... se traduit immédiatement par l'arrêt des installations commandées - Troisièmement, ce système est caractérisé par l'enclenchement de la dite modulation, au moyen de fils pilotes, si possible posés dans les gaines techniques de l'immeuble, enclenchement effectué lors de l'apparition du signal "V.M.C. arrêtée" par l'intermédiaire d'une source auxiliaire de tension si possible continue, d'un niveau compatible avec les règles de sécurité intrinséque GAZ. Le dispositif de sécurité, selon l'invention, est réalisé selon le schéma de principe de la planche : 2/2. - Un modulateur de pression repère 12 est installé au pied de la colonne montante gaz repère 7 de l'immeuble. Dans sa réalisation la plus économique, il est constitué - premièrement d'une électrovanne à manque de tension repère 13 placée sur la colonne et créant, à sa retombée, l'interruption de l'alimentation en gaz qui la traverse. - deuxièmement, d'un dispositif dit "écrêteur" repère 14 monté en parallèle sur l'électrovanne et dérivant, lorsque cette dernière est fermée, le passage du gaz en limitant sa pression à une valeur P un peu inférieure à la pression nominale Po. Ce dispositif écrêteur, adapté au débit de l'utilisation, régule la pression à une valeur constante Po, compatible avec le fonctionnement d'appareils, tels que table de cuisson à gaz, etc... Le dispositif "écrêteur" sus-mentionné peut être constitué, le cas échéant, d'un ou plusieurs écrêteurs montés en parallèle et fonctionnant individuellement à la pression minimum de consigne. Si l'électrovanne repère 13 s'ouvre, le dispositif écrêter 14 est schunté et la pression de distriEytion du gaz remonte à P pression nominale. A titre d'exemple, on prendra Po = 19 mbar et P = 13 mbar. Divers récepteurs sensibles aux variations de pression tels que repères 15, 16, 17, 18 constituant diverses adaptations par rapport aux appareils de chauffage à mettre à l'arrêt, sont représentés sur la planche 2/2 Par exemple : selon la première adaptation, le récepteur est constitué par un robinet de gaz déclencheur repère 15 dont la pression de déclenchement est spécialement ajustée à la pression P, provoquant, sur baisse de pression inférieure ou égale à P la fermeture automatique du circuit de gaz aval. Ce robinet fonctionne selon un principe bien connu des Spécialistes de la distribution du gaz et est couramment répandu sur les réseaux de distribution gaz.Il est situé à l'extrémité du branchement individuel repère 5 et est capable de couper le flux de gaz destiné à la chaudière individuelle repère 19, ou du chauffe-bains repère 18 sans modifier l'alimentation de l'appareil repère 21, par exemple la table de cuisson d'une cuisinière. - Le récepteur repère 16 selon une autre adaptation est constitué d'un pressostat situé à l'amont de la chaudière repère 22 et provoque, lorsque la pression de gaz atteint le seuil P, l'ouverture de son contact et, par là-même, l'ouverture du circuit électrique de sécurité de la chaudière. Une variante de ce dispositif consiste en l'interruption de la faible tension générée par un thermocouple de sécurité de détection ou tout autre appareil équivalent, cas du pressostat repère 17 associé, par exemple au chauffe-bains repère 23. - Un récepteur repère 18, selon l'invention représente une autre adaptation. Il est constitué d'un capteur de pression analogique, pilotant un relais électrique ou électronique de surveillance de la pression, grâce à son signal de sortie, par exemple 4-20mA entre les variations extrêmes de la pression de service. Le Relais détectant la baisse de pression de Po à P, ouvre son contact interne et provoque l'ouverture de la chaine de sécurité de la chaudière repère 24, donc son arrêt. Les récepteurs, selon l'invention, sont constitués de tout dispositif mécanique, électrique ou électromécanique, agissant selon des principes identiques et provoquant l'arrêt des appareils à commander, soit en coupant l'arrivée de gaz, soit en interrompant l'alimentation en énergie électrique de la chaudière ou en ouvrant sa chaine de sécurité. Le modulateur repère 12 est commandé au moyen de 2 fils pilote repère 29 selon un schéma dit "à sécurité positive", à partir d'une source de tension repère 25 à travers- le contact VMC à ouverture repère 26. Celui-ci s'ouvre lorsque la VMC s'arrête, provoquant la retombée de 1'électrovanne et la baisse de la pression de gaz de la valeur P à la valeur Po. Des lampes de signalisations, repère 27 et repère 28, signalent grâce à la présence de la source de tension continue ou alternative repère 25, le fonctionnement du dispositif d'ensemble, par exemple au sommet de la gaine technique près de l'extracteur VMC, et au pied de la gaine technique gaz, pour permettre une intervention de remise en route plus rapide. Une variante de la source repère 25, telle que représentée en annexe 2/2 peut être une source de sécurité basse tension continue régulée, constituée d'une batterie et d'un chargeur maintenant la batterie à tension constante, ce qui ne change rien au principe de conception de l'ensemble, mais permet de maintenir une signalisation en toute circonstance, même après disparition de la tension du secteur. Les différents composants électromécaniques pris isolément un à un, tels que électrovanne, écrêteurs, pressostat, etc..., sont suffisamment connus et utilisés dans l'industrie , en- particulier celle du gaz, pour qu'il ne soit pas nécessaire, dans le cadre de cette invention, de donner davantage de détails concernant la réalisation pratique de l'installation prototype. Le dispositif de sécurité collective, selon l'invention tel que décrit oi-avant est susceptible d'applications industrielles immédiates, son environnement ayant été décrit longuement dans le préambule précisé par llannexe 1/1. REVENDICATIONS 1. Dispositif de sécurité permettant l'arrêt de chaudières individuelles à gaz (19), (22), (24), chauffe-bains (20), (23) et autres appareils raccordés à un conduit de fumée et dont l'extraction des gaz brûlés est effectué par le dispositif de ventilation mécanique contrôlée (1) commun à l'ensemble de l'immeuble ou à la montée, dispositif caractérisé par le fait que le signal d'arrêt est transmis à des capteurs de pression (15), (16), (17), (18) situés en aval grâce au réseau intérieur de gaz de l'immeuble (7), au moyen d'une modulation de la pression du gaz en aval du pied de colonne, par exemple dans la version la plus simple par le maintien le temps nécessaire d'une pression régulée plus basse que la pression normale. 2. Dispositif selon revendication 1 mais dont la mise en service permet cependant le fonctionnement normal de différents appareils dont les conditions de marche ne sont pas liées par des impératifs immédiats de sécurité à l'extraction des gaz brûlés produits par lesdits appareils. 3. Dispositif selon revendications 1 et 2 utilisant comme récepteurs des appareils électriques (16), (17), mécaniques (15), électromécaniques ou électroniques (18) fonctionnant selon un principe de sécurité positive et réagissant à une modulation de la pression, par exemple une baisse de pression, en provoquant directement ou indirectement l'arrêt des appareils de chauffage. 4. Dispositif selon les revendications précédentes utilisant comme modulation tout organe capable de provoquer une fluctuation ou une modification prédéterminée et reproductible de la pression du gaz distribué et, notamment, un dispositif (12) comportant une électrovanne (13) et un dispositif écrêteur de pression (14), calculé en fonction du débit d'utilisation et placé en dérivation sur cette électrovanne entre son entrée et sa sortie. Ce dispositif écrêteur peut être constitué, le cas échéant, d'un ou plusieurs écrêteurs montés en parallèle et fonctionnant individuellement à la pression minimum de consigne. 5. Dispositif selon revendications 1 et 4, permettant la commande du modulateur (12) en sécurité positive au moyen de fils pilotes (29) à partir d'une source d'alimentation (25), si possible continue et secourue et d'un contact à ouverture (26) agissant à l'arrêt du dispositif collectif de ventilation mécanique contrôlée (1), source de sécurité dont les caractéristiques de tension et de courant restent compatibles, ainsi que celles du modulateur (12), par exemple une électrovanne (13), avec les règles dites de sécurité intrinsèque s'appliquant aux atmosphères où il existe des risques d'explosion.