Brevet FR2672112A1 — publié le 19920731

DISPOSITIF DE COMMANDE POUR UN SYSTEME DE CONDITIONNEMENT D'AIR A UNITES MULTIPLES La présente invention se rapporte à un dispositif de commande pour un système de conditionnement d'air à unités multiples, et plus particulièrement à un appareil de commande qui règle tout d'abord la pression du réfrigérant dans un compresseur afin d'éviter que ce compresseur ne soit soumis à des pressions élevées et qui déclenche ensuite rapidement le fonctionnement du reste du système en arrêtant le compresseur après un intervalle de temporisation prédéterminé, à partir du moment o les points d'utilisation intérieurs indépendants sont fermés. De façon classique, un cycle de réfrigération de condi- tionnement d'air d'un espace intérieur est réalisé de la façon représentée à la figure 1 Un dispositif de condition- nement d'air intérieur est installé dans une pièce d'un bâti- ment et est constitué d'un évaporateur 3, d'une valve de détente 2 et d'une électrovalve 4 L'évaporateur 3 refroidit l'air de la pièce par échange de chaleur de l'air avec le réfrigérant liquide à basse pression et à basse température qui se vaporise La valve de détente 2 permet la transforma- tion du réfrigérant liquide qui est à une température et à une pression relativement élevées en un liquide réfrigérant à température et à pression faibles L'électrovalve 4 s'ouvre ou se ferme pour contrôler le débit de réfrigérant liquide qui est envoyé à un point d'utilisation intérieur, en fonc- tion d'un signal de commande reçu depuis une partie de commande de réfrigérant (non représentée) Le distributeur de réfrigérant 5 distribue le réfrigérant liquide vers les éva- porateurs 3 qui constituent chacun un point d'utilisation intérieur Le compresseur 6 aspire le réfrigérant gazeux à basse température et à basse pression dans les évaporateurs 3 et comprime ce réfrigérant gazeux en transférant, par échange de chaleur, la chaleur produite par cette compression à l'air environnant de telle façon que le réfrigérant gazeux se trans- forme en un réfrigérant gazeux à température et à pression élevées La valve de détente 8 sur la partie extérieure du système de conditionnement dirige le réfrigérant depuis l'en- trée du compresseur 6 vers un condenseur 7 o la pression du réfrigérant est supérieure à une pression prédéterminée Un conduit de dérivation 9 dirige le réfrigérant vers un distri- buteur de réfrigérant à haute pression 5 de manière à équi- librer la pression. Dans le système de conditionnement d'air à unités mul- tiples qui est conçu tel que décrit ci-dessus, si tous les évaporateurs 3 aux points d'utilisation intérieurs sont fer- més, le compresseur 6 est immédiatement arrêté Il s'ensuit en conséquence que, lorsque tous les évaporateurs des points d'utilisation intérieurs sont fermés, comme représenté à la figure 1, les électrovalves 4 des points d'utilisation inté- rieurs 1 empêchent l'écoulement du réfrigérant de telle façon que le réfrigérant qui se trouve dans les organes extérieurs du système ne vienne pas s'écouler dans les points d'utilisa- tion intérieurs 1 A ce moment, le réfrigérant qui est re- foulé par le compresseur 6 inverse sa direction d'écoulement, ce qui provoque un reflux sur le compresseur 6 Du fait de la pression déséquilibrée qui agit sur le compresseur 6, ce dernier est surchargé et son arbre d'entraînement est sur- chargé également Dans un appareil classique, afin de résou- dre ce problème, on réalise un équilibrage de pression grâce à un conduit de dérivation 9 jusqu'à ce que l'arbre du compresseur 6 cesse d'être en surcharge et revienne à une charge normale Cependant, du fait que l'équilibrage de pres- sion ne peut pas être réalisée sans qu'il ne s'écoule un certain délai, l'appareil classique pose un problème du fait qu'il ne peut pas être remis en service rapidement. Un exemple typique de l'art antérieur est décrit dans le modèle d'utilité japonais publié Sho 62-12446 Cet appareil peut changer à tout instant le nombre de points d'utilisation en service pour passer à un nombre d'unités en service arbi- trairement déterminé Cependant, il n'empêche pas la sur- charge du compresseur lorsque l'on ferme toutes les unités des points d'utilisation intérieurs. La présente invention se propose en conséquence de résoudre le problème qui est exposé ci-dessus. L'un des objets de l'invention consiste à proposer un appareil de commande qui règle rapidement la pression en arrêtant le compresseur du dispositif de climatisation après l'écoulement d'une période de temporisation prédéterminée à partir de l'instant o les points d'utilisation sont tous fermés. Selon un autre objet de l'invention, on propose un appareil de commande qui empêche que le compresseur ne soit soumis à un reflux à haute pression après la fermeture de tous les points d'utilisation intérieurs. Un autre objet de l'invention consiste à proposer un appareil de commande qui règle la pression appliquée à un compresseur sans utiliser de conduit de dérivation. A cet effet, le fonctionnement des dispositifs de cli- matisation intérieurs est surveillé par une partie de détec- tion de fonctionnement Après la fermeture de tous les dispo- sitifs de climatisation intérieurs, le compresseur continue à fonctionner pendant une période de temps déterminée par une partie de temporisation à constante de temps et est ensuite arrêté. Le dispositif de commande pour un système de condition- nement d'air à unités multiples comprenant une pluralité de points d'utilisation intérieurs comporte, selon l'invention, une partie de régulation de tension branchée sur le secteur à courant électrique alternatif et qui transforme le secteur en une source de courant continu à tension prédéterminée, une partie de détection de fonctionnement détectant les périodes de "marche" et d'arrêt" des points d'utilisation intérieurs et émettant un signal de "marche" ou d"'arrêt" en fonction de l'état détecté, une partie de temporisation à constante de temps émettant un signal de "marche" ou d'arrêt" après une durée déterminée par la constante de temps à partir de l'ins- tant o le signal de "marche" ou d'"arrêt" est reçu depuis la partie de détection de fonctionnement; une partie d'excita- tion de relais apte à mettre en marche ou à arrêter le compresseur commun aux divers points d'utilisation, en fonc- tion du signal de "marche" ou d'arrêt" reçu à partir de la partie de temporisation à constante de temps. D'autres buts, avantages et caractéristiques apparaî- tront à la lecture de la description d'un mode de réalisation de l'invention, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé, dans lequel: la figure 1 est une représentation schématique d'un cycle de réfrigération classique; la figure 2 est un schéma à blocs du dispositif de commande selon la présente invention; la figure 3 est un diagramme temporel indiquant les signaux appliqués à chacune des parties de l'appareil de commande selon la présente invention; et la figure 4 est un schéma de circuit de l'appareil de commande selon la présente invention. En se référant au dessin, le mode de réalisation selon la présente invention est décrit de la façon suivante. La figure 2 est un schéma à blocs représentant le dis- positif de commande du système de conditionnement d'air à unités multiples Un transformateur 10 transforme le courant alternatif du réseau en une tension continue prédéterminée (ici 12 V CC), et une partie de régulation de tension 11 ré- gule la sortie de tension en provenance du transformateur 10. Une partie de détection de fonctionnement 12 surveille les points d'utilisation intérieurs qui sont montés dans diverses pièces d'un bâtiment ou d'un appartement et transmet un signal prédéterminé en fonction des résultats de la surveillance d'état de marche ou d'arrêt Une partie de temporisation à constante de temps 13 reçoit les signaux de sortie provenant de la partie de détection de fonctionnement 12 et transmet ces signaux, après une période de temporisation prédétermi- née Une partie d'excitation de relais 14 reçoit les signaux transmis en provenance de la partie de temporisation à cons- tante de temps 13 et excite un relais en fonction des signaux transmis, de telle façon que le compresseur soit mis en mar- che ou arrêté par le relais dans la partie d'excitation de relais 14. On va maintenant décrire le fonctionnement du disposi- tif selon la présente invention en référence aux figures 2, 3 et 4. Le courant du réseau ( 220 V alternatif) est appliqué au système de conditionnement d'air et au dispositif selon la présente invention à l'instant, tl tel que représenté sur la figure 3 (a) Le transformateur 10 transforme le courant al- ternatif du réseau en une tension continue prédéterminée et adresse cette tension à la partie de régulation de tension 11 La tension sortant de cette partie de régulation de ten- sion Il est appliquée à chaque partie de l'appareil repré- senté à la figure 4 Une partie de détection de fonctionne- ment 12 est reliée électriquement à tous les points d'utili- sation intérieurs et capte le fonctionnement ou l'arrêt de ces points d'utilisation Comme représenté à la figure 4, chacune des bornes de liaison T 2 à T 5 de la partie de détec- tion de fonctionnement 12 est reliée à une unité d'utilisa- tion intérieure distincte 1 Ainsi, si de la puissance élec- trique est fournie aux points d'utilisation intérieurs 1, cette puissance est également fournie à la partie de détec- tion de fonctionnement 12 à travers ces bornes de liaison T 2 à T 5 Par exemple, lorsque le point d'utilisation intérieur relié aux bornes de connexion T 2 fonctionne, l'alimentation électrique est transmise aux bornes de liaison T 2 En consé- quence, l'alimentation électrique est appliquée au photo- coupleur PC 1 à travers la résistance Ri et le photo-transistor du photocoupleur PC 1 est rendu passant La tension continue à 12 V est ensuite appliquée à la résistance R 9 à travers la résistance R 20 et le photo-transistor. Chacun des points d'utilisation intérieurs 1 correspond à un photo-coupleur distinct PC 1, PC 2, PC 3 et PC 4 Les col- lecteurs des photo-transistors sont tous reliés à l'alimen- tation en 12 V continue par la résistance R 20 et les émetteurs sont tous reliés à la résistance R 9 Ainsi, si au moins l'un des points d'utilisation intérieurs est en service (quatre points d'utilisation intérieurs sont représentés à la figu- re 1, mais cependant le nombre des points d'utilisation inté- rieurs utilisé peut être supérieur ou inférieur à 4), le photo- transistor correspondant du photo-coupleur est rendu passant, de telle façon que la puissance électrique soit fournie à la résistance R 9 à travers le point d'utilisation. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 à 4, on a représenté quatre points d'utilisation intérieurs et quatre photo- coupleurs mais on peut utiliser un nombre plus grand de points d'utilisation en ajoutant un nombre correspondant de photo-coupleurs, au système selon la présente invention. A l'instant t 2 à la figure 3 (b), si l'on fournit une alimentation électrique à l'un quelconque des points d'uti- lisation intérieurs et si l'un quelconque des photo-coupleurs PC 1 à PC 4 est excité comme décrit ci-dessus, la source de courant continu à 12 V est reliée à la partie de temporisation à constante de temps 13 à travers le photo-coupleur excité. Il s'ensuit que, dans la partie de temporisation à constante de temps 13, la source à courant continu 12 V est reliée à la base du transistor QI, de telle façon que ce transistor soit rendu passant A cet instant, du fait que le collecteur du transistor Qi est mis à la masse, la tension de la masse est appliquée à la base du transistor Q 2 qui est ainsi bloqué A l'instant t 2 à la figure 3 (b), la source de courant continu 12 V est appliquée à la borne non-inversive + de l'amplifica- teur opérationnel et à une borne du condensateur C 6, ces deux bornes étant reliées ensemble au collecteur du transistor Q 2 à travers la résistance R 13 La tension divisée par les ré- sistances R 15 et R 16 est appliquée à la borne inversive de l'amplificateur opérationnel à l'instant t 2, comme représenté à la figure 3 (c). Il s'ensuit que l'amplificateur opérationnel IC 3 compare la tension fournie à la borne non-inversive + avec la tension fournie à la borne inversive - Ainsi, lorsque l'un quelcon- que des points d'utilisation intérieurs est en service, la tension appliquée à la borne non-inversive + est supérieure à la tension appliquée à la borne inversive -, ce qui a pour conséquence que l'amplificateur opérationnel IC 3 adresse en sortie une tension à niveau élevé La sortie de tension de l'amplificateur opérationnel IC 3 est adressée à la base du transistor Q 3 à travers la résistance R 17, de telle façon que ce transistor Q 3 soit bloqué Du fait que le collecteur du transistor Q 3 est à la masse, le courant de la source d'ali- mentation continue 12 V s'écoule vers la masse à travers le relais RY 1 et le transistor Q 3, ce qui excite le bobinage du relais A ce moment, l'interrupteur du relais est relié à la borne NO, de telle façon que la source de tension alternative du réseau (réseau alternatif à 220 V) alimente le compresseur 6 Il s'ensuit que le compresseur 6 fonctionne et comprime du gaz réfrigérant. Ainsi, lorsque tous les points d'utilisation intérieurs sont fermés à l'instant t 4, comme représenté à la figure 3 (d), les photo-coupleurs PCI à PC 4 sont bloqués, si bien que la partie de détection de fonctionnement 12 sort une tension en courant continu de niveau bas En conséquence, du fait que la base du transistor Qi est à une tension faible, le tran- sistor Qi est bloqué et le transistor Q 2 est passant A cet instant, la tension de charge du condensateur C 6 est appli- quée à la borne non-inversive + de l'amplificateur opération- nel IC 3 et la tension divisée par les résistances R 15 et R 16 est appliquée en continu à la borne inversive à l'instant t 4, comme représenté par la tension à la figure 3 (c), de telle sorte que la sortie de l'amplificateur opérationnel IC 3 est maintenue, jusqu'à ce que la tension de charge du conden- sateur C 6 soit complètement déchargée Du fait que la sortie de l'amplificateur opérationnel IC 3 rend le transistor Ql passant, le courant traverse le transistor Ql et le relais RY 1 est ensuite excité par le courant. Ainsi, jusqu'à ce que la tension du condensateur C 6 devienne inférieure à la tension divisée par les résistances R 15 et R 16, l'amplificateur opérationnel IC 3 émet une tension d'excitation sur la partie d'excitation de relais 14 et le relais RY 1 est excité par la tension d'excitation, ce qui a pour conséquence que le compresseur 6 est alimenté par une tension alternative (par exemple du courant alternatif à 220 V) Comme représenté à la figure 3 (e), le compresseur fonctionne pendant la période de temps t 2 Ensuite, la dif- férence de pression entre le compresseur 6 et les points d'utilisation 1 est réglée, de telle façon que, même si au moins l'un des points d'utilisation 1 est immédiatement remis en service après la fermeture de tous les points d'utilisa- tion, le compresseur 6 soit remis immédiatement en marche. Comme décrit ci-dessus, la présente invention a proposé d'ajouter une partie de détection de fonctionnement, une partie de temporisation à constante de temps et une partie d'excitation de relais sur la partie extérieure de l'instal- lation, de telle manière que le compresseur du dispositif extérieur soit arrêté après une période de temps déterminée suivant la fermeture des points d'utilisation intérieurs. Ceci empêche que le compresseur ne soit soumis à un reflux à haute pression en cas de fermeture de tous les points d'uti- lisation intérieurs et, par conséquent, ne soit en surcharge. La durée de vie du compresseur est ainsi allongée et, du fait que l'on empêche l'apparition d'une surcharge de pression sur le compresseur sans avoir à utiliser un conduit de dérivation, la conception du cycle de réfrigération est plus compacte. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATION 1. Dispositif de commande pour un système de condi- tionnement d'air à unités multiples comprenant une pluralité de points d'utilisation intérieurs, caractérisé en ce qu'il comporte: une partie de régulation de tension ( 11) branchée sur le secteur à courant électrique alternatif et le trans- formant en une source de courant continu stable à tension prédéterminée; une partie de détection de fonctionnement ( 12) détectant les périodes de "marche" et dl"arrêt" des points d'utilisation intérieurs et émettant un signal de "marche" ou d'"arrêt" en fonction de l'état détecté; une partie de tempo- risation à constante de temps ( 13) émettant un signal de "marche" ou d' "arrêt" après une durée déterminée par la cons- tante de temps, à partir de l'instant o le signal de "mar- che" ou d' "arrêt" est reçu depuis la partie de détection de fonctionnement ( 12); une partie d'excitation de relais ( 14) apte à mettre en marche ou à arrêter le compresseur ( 6) de la partie extérieure du système, en fonction du signal de "mar- che" ou d'"arrêt" reçu depuis la partie de temporisation à constante de temps ( 14).