Brevet FR2669803A1 — publié le 19920529

La présente invention concerne le domaine des dispositifs de chauffage, notamment des émetteurs infra-rouge. Les dispositifs de chauffage comprenant un élément résistif à coefficient positif, en particulier les émetteurs dtinfra-rouge, sont caractérisés par un appel de puissance important lors de la mise sous-tension, lorsque l'élément est froid. Comme représenté sur la figure 1 anneée, cet appel de puissance peut par exemple atteindre 1,6 fois la puissance nominale (référencée PN sur la figure 1) et de façon typique 8 minutes peuvent être nécessaires pour atteindre la puissance nominale. Une installation devant alimenter plusieurs appareils de ce type doit être sur-dimensionnée pour absorber ces pointes de puissance. La présente invention a pour but de proposer un nouveau dispositif permettant de réduire ces pointes de puissance. Ce but est atteint selon la présente invention grâce à un dispositif dans lequel les moyens de chauffage résistifs à coefficient positif sont scindés en au moins deux éléments et qui comprend de plus un module de commande apte à mettre successivement en service les éléments de chauffage. Selon une caractéristique avantageuse de la présente invention, le module de commande comprend un interrupteur thermique sensible à la température d'au moins un élément de chauffage résistif pour mettre en service le second élément de chauffage résistif lorsque la température détectée atteint un seuil prédéterminé. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titres d'exemples non limitatifs et sur lesquels - la figure 1 précédemment décrite représente l'évolution de la puissance consommée en fonction du temps, par un dispositif de chauffage classique, - la figure 2 représente l'évolution de la puissance consommée en fonction du temps, par un dispositif de chauffage conforme à la présente invention, et - la figure 3 représente schématiquement un dispositif de chauffage conforme à la présente invention. Le dispositif de chauffage conforme à la présente invention comprend sur un support 10 deux éléments de chauffage 20, 22 et un module de commande 30 apte à mettre successivement en service les éléments de chauffage 20, 22. Le support 10 est formé d'un matériau électriquement isolant. Il peut s'agir typiquement d'une plaque de tôle émaillée, ou encore de mica ou de verre. Les éléments de chauffage 20, 22 radiants sont de préférence, mais non exclusivement, des émetteurs infra-rouge. Ces éléments 20, 22 peuvent par exemple être réalisés par sérigraphie dans une couche d'aluminium déposée par projection sur le support 10. Le module de commande 30 comprend de préférence un interrupteur thermique ou tout moyen équivalent sensible à la température d'au moins un élément 20 ou 22 et apte à mettre en service le second élément 22 uniquement lorsque la température détectée par le moyen de commande 30 atteint un seuil prédéterminé. Plus précisément, le premier élément de commande 20 est branché directement aux bornes d'alimentation 40, 42 du système. L'une de ces bornes 40 ou 42 est équipée d'un interrupteur principal de mise en service 50. Le second élément 22 est branché aux bornes 40, 42 par l'intermédiaire de l'interrupteur principal 50 et de l'interrupteur thermique 30. Ainsi, le second élément 22 n'est alimenté que lorsque la température détectée par l'interrupteur 30 atteint un seuil prédéterminé. De préférence les deux éléments 20 et 22 sont juxtaposés de sorte qu'ils soient placés à la même température et que l'interrupteur thermique 30 détecte de ce fait la température de ces deux éléments. Dans ce cas le second élément 22, en raison de son préchauffage par le premier élément 20, ne consomme pas la pointe de puissance maximale typiquement égale à 1,6 fois sa puissance nominale, mais une valeur inférieure, lors de sa mise en service. Les éléments 20, 22 et le module de commande 30 sont adaptés de sorte que les pointes de puissance consommée ne dépassent jamais K1 fois la puissance nominale totale PN, avec Kl > 1,4, avantageusement K1 Grâce au module de commande 30, seul le premier élément 20 est alimenté pendant la période de démarrage T1. L'élément 20 est calculé de telle façon que la pointe de puissance qu'il consomme à l'instant TO lors de sa mise sous tension à froid, typiquement de l'ordre de 1,6 fois sa puissance nominale PNl, ne dépasse pas K1 fois la puissance nominale totale PN des moyens de chauffage 20 et 22. L'interrupteur thermique intégré au module de commande 30 détecte la température des éléments 20 et 22 et met sous tension le second élément 22 à l'instant T2 lorsque la température détectée atteint un seuil prédéterminé. La durée de la période T1 est typiquement de l'ordre de 5mn. Ce seuil et les éléments 20 et 22 sont conçus de sorte que la puissance instantanée totale lors de la mise en service à l'instant T2 du second élément ne dépasse pas K1 PN. Grâce au préchauffage du second élément 22 par le premier élément 20, lors de la mise sous tension de ce second élément 22 à l'instant T2 la pointe de puissance consommée par le second élément 22 est inférieure à sa pointe de puissance théorique soit typiquement inférieure à 1,6 fois sa puissance nominale PN2. Le choix des valeurs des éléments 20 et 22 peut faire l'objet de diverses variantes. Exemple 1 Les éléments 20 et 22 peuvent avoir des valeurs Identiques soit en puissance consommée PN1 = PN2 = 0,5 PN. Dans ce cas à l'instant TO la puissance consommée par le système est 1,6 PN1 = 1,6 x 0,5 x PN = 0,8 PN. Pendant le temps TI la puissance consommée par l'élément 20 diminue de 0,8 PN à A.0,8 PN avec A z 1. Si les deux éléments sont en échange thermique et placés par conséquent à la même température, l'interrupteur thermique 30 devra être conçu pour se fermer à une température telle que A.1,6 PN1 + A.1,6 PN2 = A.0,8 PN + A.0,8 PN = K1 PN soit 1,6A = K1 et A = K1/1,6 en prenant K1 = 1,1 on a A = 0,6875. Le module 30 doit donc être conçu pour se fermer lorsque la puissance consommée par les éléments 20 et 22 est réduite de 0,6875 par rapport à la pointe 1,6 PN1 = 1,6 PN2, c'est-à-dire que les éléments 20 et 22 consomment chacun 1,1 fois leur puissance nominale. Exemple 2 Les éléments 20 et 22 peuvent également être choisis de valeurs différentes. Par exemple, on peut choisir l'élément 20 tel que sa pointe de puissance consommée à l'instant TO soit 1,6 PN1 = KI PN. En prenant K1 = 1,1 on a typiquement PN1 = 0,6875 PN. Il en résulte que le second élément doit être choisi tel que PN2 + PN1 = PN soit PN2 = 0,3125 PN Pendant le temps T1 la puissance consommée par l'élément 20 diminue de 1,1 PN à At 1,1 PN avec At (1, tandis que la valeur théorique que consommerait le second élément varie de 1,6 PN2 = 0,5 PN à A2 x 0,5 PN avec A2 4 1. L'interrupteur thermique 30 doit être conçu pour se fermer lorsque Al x 1,1 x PN + A2 x 0,5 PN i K1 PN soit 1,1 At + 0,5 A2 Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. Le cas échéant, les moyens de chauffage peuvent être scindés en un nombre d'éléments supérieurs à deux. Dans ce cas, il est nécessaire de prévoir un nombre d'interrupteurs thermiques ou de moyens équivalents, égal au nombre d'éléments chauffants moins un, conçus pour mettre en service successivement les divers éléments de chauffage, de sorte que les pointes de puissance consommée ne dépassent pas K1 fois la puissance nominale. REVENDICATIONS I. Dispositif de chauffage caractérisé par le fait que les moyens de chauffage résistifs à coefficient positif sont scindés en au moins deux éléments (20, 22) et qu'il comprend de plus un module de commande (30) apte à mettre successivement en service les éléments de chauffage (20, 22). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le module de commande (30) comprend un interrupteur thermique sensible à la température d'au moins un élément de chauffage résistif pour mettre en service le second élément de chauffage résistif lorsque la température détectée atteint un seuil prédéterminé. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les moyens de chauffage sont des émetteurs d'infra-rouge. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les éléments de chauffage (20, 22) sont juxtaposés de sorte qu'ils soient placés à la même température. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérise par le fait que les éléments de chauffage (20, 22) et le module de commande (30) sont adaptés de sorte que les pointes de puissance consommée ne dépassent jamais 1,4 fois la puissance nominale totale PN. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les éléments de chauffage (20, 22) et le module de commande (30) sont adaptés de sorte que les pointes de puissance consommée ne dépassent jamais 1,2 fois la puissance nominale totale PN. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les éléments de chauffage (20, 22) et le module de commande (30) sont adaptés de sorte que les pointes de puissance consommée ne dépassent jamais 1,1 fois la puissance nominale totale PN. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le premier élément de chauffage (20) est relié directement aux bornes d'alimentation (40, 42) par l'intermédiaire d'un interrupteur principal. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le second élément (22) est relié aux bornes d'alimentation (40, 42) par l'intermédiaire d'un interrupteur principal (50) et d'un interrupteur thermique (30).