Brevet FR2771795A1 — publié le 19990604

DESCRIPTION La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour assurer la sécurité d'une installation comprenant un circuit de liquide, notamment lorsque ce liquide est destiné à être réchauffé par une combustion. La présente invention concerne également un dispositif de chauffage à circulation de liquide mettant en oeuvre le procédé ou respectivement incorporant le dispositif de sécurité. On connaît des chaudières à gaz comprenant un circuit de liquide caloporteur passant par une chambre de chauffe dans laquelle au moins un tube conduisant le liquide caloporteur est exposé à la chaleur des gaz de combustion produits par un brûleur à gaz. Dans le circuit du liquide caloporteur est montée une pompe de circulation. I1 est habituellement prévu un capteur de pression sensible à la pression régnant dans le circuit du fluide caloporteur pour couper l'alimentation en gaz lorsque cette pression est insuffisante. Une pression insuffisante entraîne des risques d'ébullition du liquide dans la chambre de chauffe, donc des risques de surchauffe locale, une moindre efficacité thermique et un fonctionnement bruyant. I1 a été trouvé selon l'invention que ce dispositif de sécurité ne pare pas à toutes les anomalies possibles. En particulier, en cas de panne de fonctionnement de la pompe, le fluide caloporteur va stationner dans le circuit et le fluide se trouvant dans la chambre de chauffe va prendre des températures excessives, d'où un risque d'ébullition même avec une pression normale dans le circuit. Un autre risque est la présence d'une bulle d'air dans le circuit. Lorsque cette bulle d'air se trouve dans la zone de la pompe, celle-ci, conçue pour pomper du liquide, devient en général inopérante. Il en résulte les mêmes inconvénients que si la pompe était en panne. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en procurant une sécurité accrue dans les dispositifs à circulation de liquide et pompe de circulation. Suivant un premier aspect de l'invention, le procédé pour assurer la sécurité d'une installation comprenant un circuit de liquide dans lequel est montée une pompe de circulation, et des moyens de mesure de la pression régnant dans le circuit de liquide, est caractérisé en ce qu on mesure la pression avant et après la mise en fonctionnement de la pompe et on active un appareil de sécurité en cas d'anomalie dans la variation de pression ainsi relevée. Lorsque du liquide se trouve dans la région de la pompe et que celle-ci se met normalement en fonctionnement, on relève une variation de la pression. Ceci indique un fonctionnement normal. Si le capteur de pression est placé en aval de la pompe, cette variation est une augmentation. Si le capteur de pression est placé en amont de la pompe, cette variation est une diminution. Si par contre une panne de la pompe ou de son circuit de commande empêche la mise en fonctionnement normal de la pompe, cette variation ne se produit pas (absence totale de fonctionnement) ou n'a pas le niveau normal (fonctionnement partiel de la pompe). Dans ces deux cas, le procédé permet de détecter l'anomalie et d'activer un appareil de sécurité tel qu'une vanne de sécurité provoquant la coupure de l'alimentation en combustible. De même, si en raison d'une anomalie la pompe opère en milieu gazeux, la variation de pression au moment de la mise en fonctionnement de la pompe est très inférieure à la variation normale. Là encore, le procédé permet de détecter l'anomalie et d'activer l'appareil de sécurité. L'un des avantages de l'invention est d'accroître la sécurité sans augmenter le nombre de capteurs, car un capteur de pression est assez onéreux. Suivant un second aspect de l'invention, le dispositif de sécurité pour installation comprenant un circuit de liquide dans lequel est montée une pompe de circulation, et un appareil de sécurité intervenant automatiquement en cas de danger, le dispositif de sécurité comprenant des moyens de mesure de la pression dans le circuit de liquide et des moyens d'activation pour activer l'appareil de sécurité en cas de danger déterminé d'après la mesure de la pression, est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour détecter la variation de la pression entre un instant précédant la mise en route de la pompe et un instant consécutif à la mise en route de la pompe, et en ce que les moyens d'activation sont sensibles à ladite variation de pression pour activer l'appareil de sécurité lorsque cette variation est déficiente à l'égard d'un critère prédéterminé. Suivant un troisième aspect de l'invention, le dispositif de chauffage comprenant un circuit de liquide caloporteur traversant une chambre de chauffe, une pompe de circulation montée dans le circuit de liquide, un circuit d'alimentation énergétique pour la chambre de chauffe, un appareil de sécurité intervenant automatiquement en cas de danger, des moyens de mesure de la pression dans le circuit de liquide caloporteur et des moyens d'activation pour activer l'appareil de sécurité en cas de danger déterminé d'après la mesure de la pression, est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour détecter la variation de la pression entre un instant précédant la mise en route de la pompe et un instant consécutif à la mise en route de la pompe, et en ce que les moyens d'activation sont sensibles à ladite variation de pression pour activer l'appareil de sécurité lorsque cette variation est déficiente à l'égard d'un critère prédéterminé. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description ciaprès, relative à un exemple non-limitatif Aux dessins annexés : - la figure 1 est un schéma d'un dispositif de chauffage selon l'invention; et - la figure 2 est un organigramme illustrant un mode de mise en oeuvre du procédé et du dispositif de sécurité selon l'invention. Dans l'exemple représenté à la figure l, le dispositif de chauffage est une chaudière à gaz comprenant un circuit 1 de liquide caloporteur, en général de l'eau. Le circuit 1 comprend une branche 2 de retour en provenance de l'utilisation, une branche 3 de départ vers l'utilisation et, entre les deux, un trajet de chauffe 4, placé dans une chambre de chauffe 6. La base de la chambre 6 est équipée d'une rampe de brûleurs à gaz 7. Une conduite d'alimentation 8 alimente en gaz des brûleurs 7 par l'intermédiaire de plusieurs vannes comprenant une vanne de sécurité 9 et, dans l'exemple représenté, trois vannes de réglage de débit de gaz 11. Lorsque la vanne de sécurité 9 est fermée, l'alimentation en gaz est coupée. La chambre de chauffe 6 débouche en partie supérieure dans une cheminée 12 d'évacuation des gaz de combustion, équipée d'un extracteur 13. La cheminée 12 et la chambre de combustion 6 sont entièrement entourées par une boite 14 d'adduction et de préchauffage d'air comburant qui débouche dans la chambre 6 à la base de celle-ci au voisinage de la rampe de brûleurs 7. Dans l'exemple représenté, la chaudière comprend en outre un circuit de production d'eau chaude sanitaire 16 comprenant une branche 17 d'arrivée d'eau froide sanitaire, une branche 18 de départ d'eau chaude sanitaire et, entre celles-ci, une trajet 19 de chauffage d'eau sanitaire passant à l'intérieur du trajet de chauffe 4 du circuit de liquide caloporteur. Le circuit de liquide caloporteur 1 comprend en outre un vase d'expansion 21 et une pompe de circulation 22 installée dans la branche de retour d'utilisation 2. La branche 3 de départ vers l'utilisation est raccordée avec la branche 2 en amont de la pompe 22 par une branche de fermeture 24 pour permettre au fluide caloporteur de s'écouler en circuit fermé dans la chaudière lorsque la pompe 22 fonctionne et que tous les appareils utilisateurs (non représentés) , tels que radiateurs de chauffage d'une habitation, sont fermés. Des capteurs de température 26 et 27 sont placés à la sortie de la chambre de chauffe 6 sur le circuit de liquide caloporteur 1 et respectivement sur le circuit de production d'eau chaude sanitaire 16 pour commander, au moins indirectement, et de manière non-représentée en détail, les vannes de réglage de débit de gaz 11. Un capteur de pression 28 est monté sur la branche 2 de retour d'utilisation du circuit de fluide caloporteur 1 en amont de la pompe 22, à proximité de celle-ci. Une sortie 29 du capteur de pression 28 est raccordée à une entrée d'un dispositif d'activation 31, dont une sortie 32 est raccordée à la vanne de sécurité 9 pour activer selectivement cette dernière dans le sens de la fermeture de l'alimentation en gaz au cas où une anomalie de pression est détectée à partir des mesures faites au moyen du capteur 28. Au sens de la présente invention, le mot "activation" peut, dans certaines réalisations pratiques, signifier une coupure de l'alimentation électrique de la vanne 9 réalisée sous la forme d'une électrovanne qui est à l'état fermé lorsqu'elle n'est pas alimentée. On va maintenant décrire en référence à la figure 2 le fonctionnement du dispositif d'activation 31 et en même temps un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Lorsque l'utilisateur met le dispositif de chauffage en fonctionnement, la pression P1 régnant dans la branche de retour d'utilisation 2 est mesurée avant mise en fonctionnement de la pompe. La pression P1 mesurée est mise en mémoire par une étape 33. Un test 34 détermine si la pression a un niveau supérieur ou égal à un seuil de pression Psl. Si la réponse est non, autrement dit si la pression est insuffisante, le dispositif 31 commande par sa sortie 32 la fermeture de la vanne de sécurité 9, ce qui est illustré à la figure 2 par l'étape 36, par laquelle il est également prévu d'afficher le défaut, par exemple au moyen d'un afficheur alphanumérique indiquant "pression insuffisante". Si au contraire la pression Pl est supérieure au seuil Psl, une étape 37 autorise la mise en fonctionnement de la pompe 22, ainsi que l'allumage et l'alimentation en gaz des brûleurs principaux 7. Par exemple, le dispositif d'activation 31 peut initialement produire le signal d'activation sur sa sortie 32, puis l'étape 37 peut avoir pour effet de faire disparaître le signal 32 pour permettre à la vanne 9 de s'ouvrir. On attend ensuite, en 38, que la pression captée par le capteur 28 ait le temps de varier en conséquence du démarrage de la pompe 22. On passe ensuite par une étape 39 de mesure de la nouvelle pression P2, puis un test 41 compare celle-ci avec la pression P1 mise en mémoire. Dans l'exemple décrit où le capteur 28 est installé en amont de la pompe 22, la pression P2 doit normalement être inférieure à P1. Le test 41 vérifie si la diminution de P2 par rapport à P1 est effectivement supérieure à une différence minimale D. Si oui, c'est que la pompe 22 a correctement démarré et pompe effectivement du fluide caloporteur à l'état liquide. On vérifie ensuite cycliquement à l'étape 42 que la pression P2 est supérieure à un seuil PS2 Celui-ci peut être égal au seuil Psl ou par exemple légèrement inférieur au seuil Psi pour tenir compte de la baisse normale due à l'effet d'aspiration de la pompe 22 en fonctionnement. A chaque fois, la pression P2 est remesurée à l'étape 43. Si la réponse à l'un des tests 41 et 42 est négative, on va à l'étape 36 déjà décrite par laquelle le circuit d'activation 31 commande l'affichage d'un défaut, et, par sa sortie 32, l'activation de la vanne de sécurité 9. De manière non représentée, l'étape 36 peut déclencher d'autres commandes, comme par exemple une coupure de l'alimentation de la pompe, une commande de tentatives de redémarrage de la pompe suivies chacune d'une nouvelle exécution de l'organigramme qui vient d'être décrit jusqu'à ce qu'un redémarrage correct se produise ou qu un nombre limite de tentatives soit atteint. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit et représenté. L'invention est applicable à tout type de dispositif dans lequel circule un liquide et qui implique un danger ou un risque de dégâts. Le procédé peut être mis en oeuvre par voie électronique ou électrotechnique au lieu de logicielle. Même par la voie logicielle, de nombreuses variantes sont possibles. D'autre part, le dispositif de sécurité peut être partie intégrante d'une unité de commande pilotant tout ou partie du dispositif à circulation de fluide. Par exemple, le logiciel décrit peut faire partie d'un logiciel plus vaste pilotant notamment les séquences de commutation liées à la mise en marche et à l'arrêt de la chaudière. Dans la réalisation représentée à la figure 1, le capteur 28 pourrait être placé en 28a, c'est à dire en aval de la pompe 22 et à proximité de celle-ci. Dans ce cas, le test 41 devient "P2-Pl > D?" REVENDICATIONS 1- Procédé pour assurer la sécurité d'une installation comprenant un circuit de liquide (1) dans lequel est monté une pompe de circulation (22), et des moyens (28) de mesure de la pression régnant dans le circuit de liquide (1), caractérisé en ce qu'on mesure la pression avant (P1) et après (P2) la mise en fonctionnement du la pompe (22) et on active un appareil de sécurité (9) en cas d'anomalie dans la variation de pression ainsi relevée. 2- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu on active l'appareil de sécurité (9) en cas de différence insuffisante entre la pression (P1) mesurée avant et la pression (P2) mesurée après la mise en route de la pompe (22). 3- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on active en outre l'appareil de sécurité (9) au cas où une pression (P1, P2) relevée dans le liquide ne respecte pas au moins une valeur limite prédéterminée (Psl, PS2) 4- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est appliqué à une installation de chauffage à combustion et circulation de liquide caloporteur, l'appareil de sécurité (9) étant monté pour couper sélectivement une alimentation en combustible (8). 5- Dispositif de sécurité pour installation comprenant un circuit de liquide (1) dans lequel est montée une pompe de circulation (22), et un appareil de sécurité (9) intervenant automatiquement en cas de danger, le dispositif de sécurité (28, 31) comprenant des moyens (28) de mesure de la pression dans le circuit de liquide et des moyens d'activation (31) pour activer l'appareil de sécurité (9) en cas de danger déterminé d'après la mesure de la pression, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour détecter la variation (P1-P2) de la pression entre un instant précédant la mise en route de la pompe (22) et un instant consécutif à la mise en route de la pompe, et en ce que les moyens d'activation (31) sont sensibles à ladite variation de pression pour activer l'appareil de sécurité (9) lorsque cette variation est déficiente à l'égard d'un critère (D) prédéterminé. 6- Dispositif de chauffage comprenant un circuit de liquide caloporteur (1) traversant une chambre de chauffe (6), une pompe de circulation (22) montée dans le circuit de liquide, un circuit d'alimentation énergétique (8), un appareil de sécurité (9) intervenant automatiquement en cas de danger, des moyens (28) de mesure de la pression dans le circuit de liquide caloporteur (1) et des moyens d'activation (31) pour activer l'appareil de sécurité (9) en cas de danger déterminé d'après la mesure de la pression, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (41) pour détecter la variation (P1-P2) de la pression entre un instant précédant la mise en route de la pompe (22) et un instant consécutif à la mise en route de la pompe, et en ce que les moyens d'activation (31) sont sensibles à ladite variation de pression pour activer l'appareil de sécurité (9) lorsque cette variation est déficience à l'égard d'un critère (D) prédéterminé. 7- Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les moyens pour détecter la variation comprennent des moyens (33) pour mettre en mémoire une première mesure (P1) de pression faite avant la mise en fonctionnement de la pompe (22), et des moyens (41) pour comparer la première mesure de pression (P1) avec une seconde mesure de pression (P2) faite après la mise en fonctionnement de la pompe (22). 8- Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les moyens d'activation (31) commandent l'activation de l'appareil de sécurité (9) en cas de variation insuffisante de la pression au cours de la mise en fonctionnement de la pompe. 9- Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que les moyens d'activation (31) sont en outre sensibles au niveau de pression (P1, P2) pour activer l'appareil de sécurité (9) lorsque ce niveau ne respecte pas au moins une valeur limite prédéterminée (Psi, Ps2)- 10- Dispositif selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que l'appareil de sécurité (9) est un dispositif de coupure d'alimentation en combustible. 11- Dispositif selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que les moyens de mesure de pression comprennent un capteur de pression (28) placé à proximité de la pompe (22).