Brevet FR2680409A1 — publié le 19930219

-1- La présente invention concerne d'une façon générale des commandes électroniques pour un système de chauffage et conditionnement d'air et elle a trait plus particulièrement à une commande d'un système avec réseau utilisé dans des bâtiments à locaux multiples, comportant des unités de chauffage et de refroidissement de local individuel. Du fait de l'augmentation du coût de l'électri- cité, les frais de fonctionnement d'unités de chauffage et de refroidissement sont devenus très importants. Ce problème se fait particulièrement sentir pour des hôtels et analogues o il n'existe pas de système central de gestion mais seulement une commande directe par les occupants pour commander les unités électro- mécaniques de conditionnement, par exemple ce qu'on appelle des unités de conditionnement d'air du type monobloc (correspondant à l'expression américaine "package terminal air conditioning (PTAC) units"). Comme cela se produit souvent, les occupants de chambres d'un hôtel enclenchent l'unité PTAC lorsqu'ils entrent initialement dans la chambre pour y passer la nuit mais ils ne modifient pas le fonctionnement de l'unité lorsqu'ils quittent la chambre pendant le jour, ou bien l'hôtel maintient toutes les chambres, même les chambres non louées, conditionnées d'une façon continue De telles opérations augmentent les dépenses d'énergie en maintenant les chambres conditionnées même lorsqu'elles ne sont pas occupées. En outre, des hôtels effectuent généralement l'entretien d'unités PTAC périodiquement, c'est- à-dire que du personnel d'entretien entre dans chaque chambre et nettoie tous les filtres d'une façon régulière, que cela soit nécessaire ou non Du personnel d'entretien doit également pénétrer dans chaque chambre en fonction des saisons -2- pour reconfigurer le mode de ventilation de l'unité installée dans chaque chambre, c'est-à-dire une ventilation cyclique pendant des mois d'hiver et une ventilation continue pendant des mois d'été. En conséquence, on se rend compte clairement qu'il est nécessaire de disposer d'un système de commande de gestion de réseau qui équipe des hôtels et analogues en vue de leur permettre de réaliser des économies d'énergie et de main d'oeuvre en condition- nant seulement des chambres louées/occupées et en permettant au personnel d'entretien de l'hôtel de contrôler des unités PTAC pour effectuer un entretien seulement quand cela est nécessaire et en configurant à distance toutes les unités installées dans les chambres à partir d'un poste central. Un objet de la présente invention est de créer un système avec réseau pour commander et contrôler chaque unité se trouvant dans une pièce à partir d'un poste central. Un autre objet de la présente invention est de créer un système avec réseau pour augmenter au maximum l'efficacité d'un bâtiment comportant plusieurs unités installées en différents endroits dans le réseau. Encore un autre objet de la présente invention est de créer un système avec réseau pour commander plusieurs unités de conditionnement de pièces, ce système étant efficace et d'un entretien peu coûteux. Conformément à un aspect de la présente invention, ces objets et d'autres sont atteints avec un système de commande de réseau qui utilise une unité électronique de conditionnement de pièce ou unité PTAC reliée à une unité de gestion de système, qui forme à son tour une interface avec un système -3 - central du bâtiment ou avec un ordinateur d'un pupitre central Le système de commande de réseau permet à l'ordinateur de pupitre central d'interroger et de modifier des paramètres de l'unité de gestion de système et par conséquent de l'unité de conditionne- ment de local Le système de commande de réseau réduit les dépenses en énergie en permettant au possesseur du bâtiment de conditionner seulement des espaces/chambres occupés La perte d'énergie pour un conditionnement d'espaces non occupés peut être réduite ou éliminée du fait que -l'ordinateur du pupitre central a un contrôle direct sur le condition- nement des locaux L'unité électronique de conditionnement d'espace comporte un dispositif à commutateur/clavier à touches qui permet à un occupant de changer la valeur de réglage de la température à laquelle l'unité fonctionnera, et par conséquent de changer le mode de fonctionnement, c'est-à-dire seulement ventilation, MARCHE ou ARRET, dans lequel l'unité opérera Quand l'occupant sélectionne "MARCHE", la commande effectuera automatiquement une commutation entre le chauffage et le refroidissement afin d'obtenir et de maintenir la valeur de réglage pour l'espace correspondant. L'ordinateur du pupitre central peut, outre qu'il est capable de changer ou de modifier les paramètres précités, enclencher un mode de blocage du clavier à touches de l'unité, de sorte que ce clavier à touches peut être validé ou invalidé et que l'unité de conditionnement permettra ou ne permettra pas des opérations sur le clavier à touches; l'ordinateur peut enclencher un verrouillage du mode de fonctionnement selon lequel l'unité de conditionnement ne pourra pas opérer dans un mode invalidé, indépendamment de la sélection faite avec le clavier à touches de l'unité; l'ordinateur peut également enclencher -4- un changement du mode de ventilation pour passer à un mode cyclique ou à un mode continu; il peut enclencher un changement de la limite de la gamme de réglage de telle sorte que l'unité de conditionnement fonctionne jusqu'aux nouvelles valeurs limites de réglage; et en outre l'ordinateur opère automatiquement de façon à ne plus tenir compte des valeurs de réglage; et en outre l'ordinateur opère automatiquement de façon à ne plus tenir compte des valeurs de réglage pour un local correspondant lorsqu'un signal définissant que ce local est inoccupé est reçu par cet ordinateur Cependant, l'occupant d'un local ou d'une chambre peut toujours avoir une action prioritaire sur le réglage défini par l'ordinateur du pupitre central pour la valeur de régulation de température et le mode de fonctionnement. Selon une première caractéristique de l'invention, le système pour commander le fonctionnement de plusieurs unités de conditionnement de locaux situées dans chaque local à conditionner, chaque unité de conditionnement de local comportant un module d'interface humaine qui est connecté pour régler la fonction opérationnelle des unités de condition- nement dans chaque local, est caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens pour établir une commande à distance d'une fonction opérationnelle dans chaque local; et des moyens pour exercer une action prioritaire sur la fonction opérationnelle établie par commande à distance de façon à établir une seconde fonction opérationnelle différente dans chaque local en réponse à une fonction opérationnelle établie localement. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système de commande est caractérisé en ce que lesdits moyens pour exercer une action prioritaire sur une commande à distance comprennent en outre: des moyens pour exercer une action prioritaire sur une commande à distance de chaque unité afin d'établir une gamme de régulation admissible par l'utilisateur et sensiblement différente dans chaque local en réponse à une gamme de régulation admissible par utilisateur et établie localement. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système de commande est caractérisé en ce que lesdits moyens pour établir une commande à distance comprennent: des moyens pour régler à distance dans chaque local un état correspon- dant à un mode de non occupation de l'unité du local; des moyens pour établir une commande à distance des fonctions de réglage d'un mode de l'unité dans chaque local. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système de commande est caractérisé en ce que lesdits moyens d'établissement de commande à distance comprennent en outre: des moyens de contrôle à distance des composants d'une unité pour détecter des pannes et pour produire des alarmes et des avertissements dans chaque local. L'invention a également pour objet un système de réglage d'ambiance comprenant: plusieurs unités de conditionnement de locaux telles que des pompes à chaleur, chaque unité comportant des moyens, situés dans chaque local, pour établir thermostatiquement une température de consigne dans chaque local; des moyens de commande prioritaire pour assurer une commande de la fonction de ladite température de consigne et pour établir une température de consigne sensiblement différente; un module de commande associé à chaque unité, situé dans le local à conditionner, de façon à régler une seconde température de consigne en réponse audit module de commande. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une représentation schématique d'un système de commande de réseau qui opère conformément aux principes de la présente invention; et la figure 2 est une représentation schématique d'une unité de commande pour une unité de conditionnement d'espace qui opère conformément aux principes de la présente invention. En référence maintenant à la Figure 1, le système 10 de commande de réseau avec locaux multiples, ou système de réseau d'hôtel, comprend un ordinateur 12 de pupitre central, plusieurs unités 16 de conditionnement d'espaces individuels, commandées électroniquement et connues sous la désignation américaine "Package Terminal Air Conditioners (PTAC)", comportant chacune un clavier à touches 18 pour interface humaine avec l'unité PTAC, et plusieurs unités de conditionnement ou de gestion de systèmes PTAC (PSM) 14 Comme cela est bien connu, ces unités PTAC comprennent un serpentin d'échange de chaleur intérieur 22, un serpentin d'échange de chaleur extérieur 24, un compresseur 26 et des conduits de réfrigérant reliant entre eux les serpentins et le compresseur, les conduits comportant une vanne inverseuse 28, un moyen de détente 29 et des tuyaux d'interconnection appropriés 30 Comme cela est bien connu, de telles unités PTAC agissent, à chaque fois qu'un thermostat d'espace ou de chambre demande un chauffage ou un refroidissement, pour enclencher le compresseur 26 Si un chauffage est demandé, alors le réfrigérant chaud comprimé provenant du compresseur 26 sera transmis par l'intermédiaire de la vanne inverseuse 28 pour passer dans le serpentin d'échange de chaleur intérieur 22 o sa chaleur est cédée pour chauffer le local ou la chambre par de l'air mis en circulation à travers le serpentin 22 par un ventilateur intérieur débitant de l'air chaud dans le local ou chambre conditionné, le réfrigérant passant ensuite dans le serpentin extérieur 24 et revenant au compresseur Inversement, si un refroidissement du local ou chambre est demandé, alors le réfrigérant chaud provenant du compresseur 26 est transmis par l'intermédiaire de la vanne inverseuse 28 au serpentin d'échange de chaleur extérieur 24 o le réfrigérant est refroidi avant de passer ensuite dans le serpentin intérieur pour refroidir le local ou chambre conditionné. La présente invention concerne un réseau local qui comporte des unités PTAC coopérant avec un système de gestion de bâtiment, et plus spécifiquement un système de réseau d'hôtel qui permet à un ordinateur de pupitre central d'interroger et de modifier des -6paramètres dans l'unité PTAC L'unité PSM 14 est un esclave de l'ordinateur 12 de pupitre central mais elle est le maître de l'unité PTAC 16 L'unité PSM 14 interroge et modifie des paramètres dans l'unité PTAC 16 et elle effectue également des opérations de base dans le système La fonction du système de réseau d'hôtel est de réduire les dépenses en énergie en permettant à l'hôtel de conditionner seulement des chambres louées et également de réduire les frais de main d'oeuvre en permettant au personnel d'entretien de l'hôtel de contrôler toutes les unités PTAC à partir d'un poste central et de reconfigurer à distance chaque unité PTAC. L'ordinateur 12 du pupitre central peut comporter un système de gestion d'hôtel qui effectue des facturations et des réservations, comme cela est bien connu et sa capacité peut aller de celle d'un ordinateur personnel à celle d'un grand ordinateur principal. En considérant maintenant la Figure 2, celle-ci illustre en détail un clavier à touches 18 de l'unité PTAC 16 Ce clavier à touches, qui peut être du type à membrane, permet à l'occupant du local ou de la chambre de sélectionner différents modes de fonctionnement et valeurs de réglage de température Le clavier à touches peut comporter plusieurs diodes émettrices de lumière 19 pour afficher visuellement une information pour l'occupant Le visualiseur à diode émettrice de lumière indique généralement à l'utilisateur le mode de fonctionnement qui signale que seulement la ventilation est en marche ou bien que l'unité est "ARRETE", ou bien que l'unité est en "AUTOMATIQUE" Dans le mode " 1 AUTOMATIQUE", l'unité PTAC doit opérer soit pour chauffer, soit pour refroidir, en fonction de la 7- valeur de réglage de l'unité Une telle valeur de réglage est sélectionnée par l'opérateur soit au moyen d'une flèche de régulation "AUGMENTATION", soit au moyen d'une flèche de régulation "DIMINUTION", en coopération avec plusieurs diodes émettrices de lumière Chaque diode émettrice de lumière représentera une température de réglage, allant généralement de 18 'C à 30 'C par incréments spécifiques Des commutateurs de l'unité permettent au personnel d'entretien de régler le programme de ventilation soit dans le mode "CYCLIQUE" soit dans le mode "CONTINU" Dans le mode continu, le ventilateur intérieur fonctionne tout le temps, tandis que dans le mode cyclique, le ventilateur intérieur fonctionne en coopération avec le compresseur L'unité PTAC peut comporter un capteur 20, comme un capteur de mouvement bien connu qui, lorsque l'unité PTAC reçoit un signal indiquant une chambre non occupée, la fait commuter automatiquement dans un mode non occupé, à la suite de quoi les valeurs de réglage sont lentement réduites pendant une période de temps réglée jusqu'à ce que l'unité PTAC arrête son cycle de fonctionnement. Le clavier à touches et les diodes émettrices de lumière permettent à l'utilisateur d'enclencher et de contrôler la vitesse du ventilateur dans les conditions "ARRET", "VITESSE FAIBLE", "VITESSE MOYENNE", ou "VITESSE ELEVEE" et ils permettent également d'enclen- cher le mode de fonctionnement soit pour "CHAUFFAGE", soit pour "REFROIDISSEMENT" Une information de diagnos- tic est également affichée en ce qui concerne "un contrôle du filtre", "une panne de système" et "une alarma de système" En outre, les unités peuvent être configurées dans une condition de blocage de mode, de fonctionnement cyclique/continu du ventilateur -8- ou bien d'une limitation de la gamme de valeurs de régulation. -9- REVENDICATIONS 1 Système pour commander le fonctionnement de plusieurs unités de conditionnement de locaux situées dans chaque local à conditionner, chaque unité de conditionnement de local comportant un module d'interface humaine qui est connecté pour régler la fonction opérationnelle des unités de conditionnement dans chaque local, système caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens ( 12) pour établir une commande à distance d'une fonction opérationnelle dans chaque local; et des moyens ( 14,18) pour exercer une action prioritaire sur la fonction opérationnelle établie par commande à distance de façon à établir une seconde fonction opérationnelle différente dans chaque local en réponse à une fonction opérationnelle établie localement. 2 Système de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens ( 14,18) pour exercer une action prioritaire sur une commande à distance comprennent en outre: des moyens ( 18) pour exercer une action prioritaire sur une commande à distance de chaque unité afin d'établir une gamme de régulation admissible parl'utilisateur et sensiblement différente dans chaque local en réponse à une gamme de régulation admissible par utilisateur et établie localement. 3 Système de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens ( 12) pour établir une commande à distance comprennent: des moyens pour régler à distance dans chaque local un état correspondant à un mode de non occupation de l'unité du local, des moyens pour établir une commande -10- à distance des fonctions de réglage d'un mode de l'u- nité dans chaque local. 4 Système de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens ( 12) d'établis- sement de commande à distance comprennent en outre: des moyens ( 20) de contrôle à distance des composants d'une unité pour détecter des pannes et pour produire des alarmes et des avertissements dans chaque local. 5 Système de réglage d'ambiance comprenant: plusieurs unités de conditionnement de locaux telles que des pompes à chaleur, chaque unité ( 16) comportant des moyens ( 14), situés dans chaque local, pour établir thermostatiquement une tem- pérature de consigne dans chaque lcoal; des moyens de commande prioritaire pour assurer une commande de la fonction de ladite température de consigne et pour établir une température de consigne sensiblement différente; un module de commande associé à chaque unité, situé dans le local à conditionner, de façon à régler une seconde température de consigne en réponse audit module de commande.