Brevet FR2717251A1 — publié le 19950915

SYSTEME DE RÉGULATION DE CHAUFFAGE OU DE CLIMATISATION La présente invention a pour objet un système de régulation de chauffage ou de climatisation. I1 peut convenir à tous les types de locaux, qu'ils soient professionnels ou particuliers, mais s'applique surtout aux installations de chauffage des habitations telles que logements ou villas. Pour le chauffage ou la climatisation des locaux d'habitation, des bureaux, des hôtels, des écoles, etc, les installations centralisées sont de plus en plus abandonnées au profit d'appareils individuels autonomes, en raison des difficultés rencontrées pour contrôler et optimiser la consommation d'énergie dans les installations importantes. Les trois sources d'énergie le plus couramment utilisées sont le fioul, le gaz et l'électricité. Cette dernière présente de nombreux avantages tels que souplesse, propreté, confort, facilité de réglage et de programmation, faible investissement, etc, mais son coût rapporté au kilowatt-heure est sensiblement plus élevé que pour les deux autres énergies. Cette constatation a été à la base du développement du "chauffage intégré", qui consiste à profiter du bas prix des appareils de chauffage électrique pour prévoir une isolation des locaux telle que l'investissement initial soit du même ordre qu'avec le chauffage à gaz ou à fioul sans isolation, et que le coût énergétique en exploitation soit égal ou inférieur. Cette technique est particulièrement bien adaptée pour les constructions neuves, si bien que la plus grande partie des installations neuves de chauffage de locaux d'habitation ou de bureaux sont actuellement basées sur l'utilisation de convecteurs électriques pouvant être réglés individuellement dans chaque pièce. Afin de diminuer le plus possible les gaspillages d'énergie, les pouvoirs publics encouragent de plus en plus les promoteurs, ou les particuliers, à prévoir des systèmes évolués de régulation et de contrôle, comportant des délesteurs, des programmateurs provoquant des baisses de puissance durant les périodes d'inoccupation des locaux, ou encore des centrales électroniques multifonctions assurant par exemple la gestion des appareils de chauffage de l'eau et l'enregistrement des consommations énergétiques. Cependant, la seule manière de supprimer totalement les gaspillages est de moduler la puissance des appareils en fonction de l'occupation des locaux et de l'activité qui y est déployée. A notre connaissance aucun système ne permet d'atteindre ce résultat. Les dispositifs existants permettent bien de programmer l'installation en fonction des habitudes des occupants, mais lorsque lesdites habitudes sont modifiées ou trop irrégulières, l'efficacité diminue fortement. L'objectif de la présente invention est précisément de permettre une régulation, sans intervention des utilisateurs, capable de tenir compte à chaque instant de l'état d'occupation et de l'activité réels de chaque local, et d'y adapter instantanément le fonctionnement de l'installation, tout en optimisant la consommation grâce à l'enregistrement et à l'analyse des périodes antérieures. Le système permet ainsi de réaliser de substantielles économies d'énergie sans nuire au confort des occupants, et sans avoir à se soucier d'être sur le bon programme. I1 est constitué d'une installation de chauffage ou de climatisation réglable pièce par pièce, chacune de ces pièces comportant un détecteur de présence et de mouvements et un capteur de température ambiante, de préférence groupés dans un seul boîtier, transmettant les informations recueillies à un calculateur pilotant individuellement les appareils thermiques, ce calculateur enregistrant ces données pour analyser les habitudes des occupants au cours d'une journée ou d'une semaine, de manière à établir un programme de fonctionnement pour chaque local, tout en tenant compte en temps réel de la présence et de l'activité effectives. La description détaillée ci-après se rapporte à un exemple non limitatif d'une des formes de réalisation de l'objet de l'invention, en se référant à la figure schématique annexée. Le dispositif de régulation est constitué de boîtiers de contrôle 1 disposés dans chaque local et reliés à un calculateur 2 numérique pilotant, indépendamment les uns des autres, les appareils thermiques 3 de chaque pièce. Les boîtiers de contrôle 1 comportent chacun un détecteur de présence et un capteur de température ambiante, transmettant en temps réel les informations correspondantes au calculateur 2. Ces informations sont transmises sous forme numérique soit par câbles 4, soit par liaison radio ou infrarouge. Le calculateur mémorise pour chaque pièce les détections de présence dans un tableau avec le jour, l'heure et la minute correspondants. Ainsi il lui sera possible de savoir avec précision quels sont les instants d'une journée où la pièce est soit inoccupée, soit en activité réduite ou nulle (bureau vide à l'heure des repas, ou personne couchée). Lorsqu'une semaine s'est écoulée, le calculateur analyse le tableau des présences et détermine les périodes où le chauffage ou la climatisation peuvent être réduits par abaissement de la température de consigne, car ces périodes correspondent aux habitudes des occupants. La durée d'une période est par exemple paramétrable en multiples de dix minutes, avec une valeur minimum de trente minutes. Chaque nouvelle semaine qui commence est analysée de la même façon pour avoir confirmation des habitudes précédentes et détecter de nouvelles habitudes qui n'apparaissent qu'un ou deux jours par semaine. S'il y a un changement d'habitude, le calculateur en est immédiatement informé et agira en conséquence en annulant la baisse de température de la période correspondante. Le calculateur 2 agit sur la température de la pièce concernée en pilotant son appareil de chauffage 3 ou de climatisation en fonction de la température mesurée par le capteur du local, - soit au moyen d'un élément s'intercalant entre la prise d'alimentation électrique et l'appareil, - soit par un contacteur situé dans le tableau électrique général du logement, - soit par une électro-vanne dans le cas d'un chauffage central, - soit par un registre motorisé pour une climatisation centralisée. La température de la pièce concernée sera régulée automatiquement autour de deux valeurs paramétrables: - température de la pièce occupée - température de la pièce inoccupée, la différence entre ces deux valeurs étant supérieure ou égale à 1 OC. Le détecteur de présence et le capteur de température ambiante seront de préférence regroupés dans un même boîtier 1 dans le but de simplifier l'installation, mais ils pourront également être séparés et disposés dans le local à des emplacements favorisant leur fonctionnement. Le détecteur de présence consistera par exemple en un radar de type anti-effraction hyperfréquence ou à rayons infrarouges, éventuellement utilisé conjointement pour la détection d'intrus et le déclenchement d'une alarme. Le calculateur 2 pourra être réalisé spécifiquement pour cette application ou, au contraire, être constitué d'un micro ordinateur courant doté d'un logiciel adéquat. I1 pourra comporter des fonctions supplémentaires telles que délesteur, commutateur tarifaire ou télécommande par téléphone. I1 pourra éventuellement gérer un capteur de température extérieure afin d'anticiper les variations importantes. Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires. REVENDICATIONS 10. Système de régulation de chauffage ou de climatisation, destiné aux locaux professionnels ou particuliers équipés , s'appliquant surtout aux équipements de chauffage des habitations, caractérisé par la combinaison, d'une part, d'une installation de chauffage ou de climatisation réglable indépendamment local par local et, d'autre part, d'un détecteur de présence et d'un capteur de température ambiante disposés dans chacun de ces locaux, et transmettant en temps réel les informations recueillies à un calculateur (2) pilotant individuellement les appareils thermiques (3) par abaissement de la température de consigne en cas d'inoccupation du local ou d'activité réduite ou nulle, ledit calculateur étant équipé de moyens permettant l'enregistrement des informations reçues pour analyser les habitudes des occupants au cours d'une journée et d'une semaine, et à établir automatiquement un programme de fonctionnement pour chaque local, tout en tenant compte en temps réel de la présence et de l'activité effectives. 20. Système de régulation selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que le détecteur de présence et le capteur de température ambiante sont regroupés dans un boîtier de contrôle (1) unique. 30. Système de régulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les informations du détecteur de présence et du capteur de température ambiante sont transmises sous forme numérique au calculateur (2). 40. Système de régulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les informations du détecteur de présence et du capteur de température ambiante sont transmises au calculateur (2) par liaison radio ou liaison à rayons infrarouges. 5 . Système de régulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le calculateur (2) agit sur la température du local concerné en pilotant son appareil thermique (3) de chauffage ou de climatisation en fonction de la température mesurée par le capteur du local, au moyen de l'un des dispositifs ci après: - élément s'intercalant entre la prise d'alimentation électrique et l'appareil thermique (3), - contacteur situé dans le tableau électrique général, - électro-vanne dans le cas d'un chauffage central, - registre motorisé pour une climatisation centralisée. 60. Système de régulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le calculateur (2) est raccordé à un capteur de température extérieure afin de pouvoir anticiper les variations importantes. 70. Système de régulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le calculateur (2) comporte des fonctions supplémentaires telles que délesteur, commutateur tarifaire ou télécommande par téléphone. 80. Système de régulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le calculateur (2) est constitué d'un micro ordinateur courant doté d'un logiciel adéquat.