Brevet FR2662751A1 — publié le 19911206

La présente invention concerne un dispositif pour le contrôle continu d'un courant d'air variable produit par un ventilateur actionné par un moteur électrique et asser- vi par un régulateur de vitesse. Un dispositif connu pour le contrôle du débit d'air est basé sur le contrôle de la pression différentielle ré- sultant du courant d'air au niveau d'un diaphragme et me- surée par un capteur de pression à point d'action fixe. Si le débit d'air tombe sous une valeur de consigne, le contact dans le capteur de pression s'ouvre et arrête 1 ' appareil A cause du point d'action fixe, ce procédé man- que de précision quand il s'agit du contrôle de débits à consigne variable. Pour le contrôle d'un courant d'air variable suivant deux échelons, on utilise donc dans un dispositif connu deux capteurs de pression avec point d'action fixe diffé- rent Pour le contrôle d'un courant d'air variable en con- tinu, un tel contrôle échelonné peut toujours être trop peu précis. Pour le contrôle continu d'un débit d'air variant con- tinuellement, on connaît des procédés se basant sur le principe de l'anémomètre à fil chaud, qui émet un signal en fonction du courant d'air de sorte à permettre une com- paraison entre la consigne et la valeur effective pour tout débit réglable. Un inconvénient réside dans le fait qu'il faut uti- liser des palpeurs relativement petits et délicats qui sont en contact direct avec le courant d'air à surveiller et en conséquence exposés aux risques d'encrassement et -2- de corrosion. On connaît un procédé qui utilise une combinaison du contrôle du débit d'air avec celui du nombre de tours pour éviter les difficultés ci-dessus mentionnées Au-des- sus d'un débit de combustible déterminé, le débit d'air est surveillé par un capteur de pression Au-dessous de ce débit, c'est la vitesse du ventilateur qui est contrô- lée, laquelle est adaptée par un dispositif régulateur au débit de combustible Cette façon de faire comporte l'in- convénient que des difficultés affectant l'écoulement de l'air ne sont pas relevées pendant qu'il y a contrôle de la vitesse du ventilateur. L'invention a pour but de proposer un dispositif du genre mentionné au début, qui se signale par la simplici- té de sa construction et permet, même sous charge partiel- le, un contrôle du débit d'air effectif. Ce but est atteint, conformément à l'invention, par ce qu'il est prévu un organe de contrôle qui, du côté en- trée est relié à un capteur de pression disposé dans le courant d'air avec point d'action fixe, à un tachymètre et à un wattmètre mesurant la puissance absorbée par le moteur d'entraînement du ventilateur, l'organe de contrô- le comprenant un ordinateur qui calcule, à partir de la puissance absorbée par le moteur du ventilateur au moment o le point d'action du capteur de pression est atteint, le rendement du ventilateur Cet organe reçoit d'autre part un signal en fonction des besoins en air et agit sur le régulateur de vitesse en fonction dudit signal et comp- te tenu du rendement calculé. Grâce à cette conception, la construction du dispo- sitif est largement simplifiée. Il est possible d'enregistrer facilement des varia- tions dans le rendement du ventilateur, ce qui permec de - régler très exactement le débit d'air nécessaire. La puissance absorbée par le moteur du ventilateur est proportionnelle au produit du rendement par la charge -3 - mécanique et la vitesse Si le rendement est connu, il est possible de déterminer, à l'aide de la puissance absorbée et de la vitesse, la charge mécanique, soit le débit d'air. Par la détermination de la vitesse et de la puissan- ce absorbée par le ventilateur au moment o un capteur de pression réagit sous l'effet d'un débit d'air connu, on peut déterminer le rendement actuel du ventilateur, et il est possible de saisir des oscillations dans la marche ou des effets de vieillissement du ventilateur, à l'aide des valeurs les plus récentes du rendement Supposant que le rendement du ventilateur ne varie pas à bref délai et que son rapport vitesse/rendement soit connu, il est possible de calculer pour chaque vitesse du ventilateur son débit massique, et l'alimentation en combustible peut être ar- rêtée au moment o la quantité d'air nécessaire pour le débit de combustible donné n'est pas atteinte de sorte à éviter un fonctionnement grevant l'environnement. Le dispositif conformément à l'invention est utili- sé de sorte que la vitesse du ventilateur soit portée à un niveau o le capteur de pression réagit A ce moment, l'ordinateur peut calculer, à partir de la vitesse, du dé- bit connu par suite de l'action du capteur de pression, et de la puissance absorbée, le rendement du ventilateur. Sur une installation de chauffage dotée d'une élec- trovalve réglant l'alimentation en combustible d'un brû- leur, et d'un dispositif conformément à l'invention, il peut en outre être prévu que l'organe de contrôle comman- de le fonctionnement de ladite électrovalve. Cela permet de simplifier la commande d'une installa- tion de chauffage. Ci-après, l'invention est expliquée plus en détail, avec les figures du dessin à l'appui Ces figures montrent: Fig 1, un schéma bloc d'un dispositif conformément à l'invention; Fig 2, schématiquement un appareil de chauffage mu- ni d'un dispositif conformément à l'invention; -4- Fig 3, un schéma bloc d'un organe de contrôle. La fig 1 montre le dispositif conformément à l'in- vention, qui sert de régulateur 21 pour l'appareil de chauf- fage suivant la fig 2. Le dispositif suivant la fig 1 comprend un organe de contrôle 1 dont l'entrée est reliée à un régulateur 2 pour la température de départ d'une installation de chauf- fage, et qui agit sur un contact de relais 3 qui est fer- mé au moment o la température de départ est trop basse, ce qui met le régulateur 2 en communication avec un orga- ne automatique 4 qui agit sur une électrovalve de gaz 5. Le régulateur 2 de la température de départ est re- lié à un générateur de signaux de consigne 6 pour la vi- tesse du ventilateur, qui est aussi relié à une sortie 41 de l'organe de contrôle 1 Ce générateur de signaux de con- signe 6 est en outre relié à un régulateur de vitesse 7 qui, lui, est relié à un tachymètre 8 qui peut par exem- ple être une sonde de Hall Ce tachymètre 8 est d'autre part relié à l'organe de contrôle 1. Dans l'alimentation du moteur 9 du ventilateur 10, il est prévu un tachymètre 11 qui est également relié à l'organe de contrôle 1 Dans le courant d'air produit par le ventilateur 10, par exemple dans la canalisation d'air de combustion 20 d'un appareil de chauffage suivant la fig. 2, est disposé un capteur de pression 12 avec point d'ac- tion fixe, qui est relié à l'organe de contrôle 1. En cas d'appel de chaleur par l'action du régulateur 2, l'électrovalve de gaz 5 est ouverte par l'effet de l'or- gane automatique 4, ce qui met aussi le ventilateur 10 en marche, la vitesse de ce ventilateur augmentant jusqu'au moment o le capteur de pression 12 réagit. Comme la pression au point d'action est fixe, et que les dimensions de la canalisation d'air sont également con- nues, le débit massique peut être calculé. L'organe de contrôle 1 comprend un ordinateur qui calcule, à partir de la puissance mesurée par le wattmè- - tre, et de la vitesse du ventilateur relevée au moment o le capteur' de pression 12 atteint son point d'action, le rendement dudit ventilateur. Pendant le fonctionnement du ventilateur au cours d' un cycle, une vari