Brevet FR2776399A1 — publié le 19990924

" Dispositif de régulation de température programmable " L'invention concerne un dispositif de régulation de température programmable à 2 seuils de température sélectionnés par une horloge permettant d'adapter et de réduire le chauffage en fonction des temps de présence et d'absence d'usagers dans des locaux industriels, commerciaux ou d'habitation. On connaît déjà des dispositifs de régulation programmables permettant de réduire le chauffage dans un local en fonction des temps de présence et d'absence d'usagers. Ces dispositifs traditionnels comportent une horloge incorporée ou séparée du dispositif de régulation et programmée par lI'utilisateur. L'horloge commande le basculement de la température de maintien hors gel à la température souhaitée dans le local pendant l'occupation de ce dernier. Pour obtenir la température choisie à l'arrivée des usagers, I'heure programmée doit tenir compte du temps de réchauffage du local. Ce temps est fonction du volume du local, de la qualité de son isolation et de la température extérieure. Pour optimiser la consommation d'énergie, c'est-à-dire réduire le chauffage tout en étant sûr d'obtenir une température choisie et sélectionnée à l'arrivée dans le local, il est par conséquent nécessaire de faire varier l'heure de démarrage du chauffage en fonction des conditions climatiques. Les dispositifs de régulation de température programmables traditionnels doivent par conséquent être pré-programmés par l'usager et ne peuvent en aucun cas automatiser la variation de l'heure de démarrage en fonction des conditions climatiques. Afin d'atteindre un tel but, la présente invention concerne un dispositif de régulation de température programmable permettant d'adapter et de réduire le chauffage en fonction des temps de présence et d'absence d'usagers dans les locaux industriels, commerciaux ou d'habitation, une horloge programmee permettant de commander la fonction de chauffage des locaux en fonction d'une température de référence correspondant au temps d'absence de l'usager et d'une température à atteindre correspondant au temps de présence de l'usager et en fonction de la date et de l'heure o les locaux doivent être chauffés, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte des sondes de détection des températures intérieures et extérieures au local, un microprocesseur coopérant avec une horloge et des mémoires de données et de programmes pour automatiser la variation de l'heure de démarrage du chauffage en fonction des conditions climatiques. o Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte un clavier de commande permettant la programmation de l'horloge, ainsi que la programmation de la température de seuil hors gel et de la température à atteindre dans les locaux en phase d'occupation par l'usager. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le microprocesseur calcule automatiquement le temps de chauffage variable des locaux pour atteindre la température en phase d'occupation des locaux en fonction des conditions climatiques en exploitant et en comparant les mesures de températures extérieures aux locaux et les 2 seuils de température sélectionnés ainsi que la température intérieure réelle du local, ces températures étant stockées de façon permanente et périodique dans des mémoires appropriées. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la mémoire de données et de programmes est organisée en tableau pour enregistrer le temps de montée en température des locaux en fonction de la différence de température extérieure et la température présélectionnée à atteindre en phase d'occupation des locaux. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte un dispositif d'affichage commandé par le microprocesseur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif est relié au chauffage des locaux commandé par le microprocesseur. L'invention sera mieux comprise à l'aide d'un mode de réalisation du dispositif de régulation de température programmable conforme aux figures jointes dans lesquelles: La figure 1 est une représentation schématique du dispositif de régulation de température programmable. Les figures 2a, 2b et 2c sont des représentations schématiques de l'organigramme des fonctions du dispositif de régulation de température programmable. Selon la figure 1 le dispositif de régulation de température programmable (A) est géré par un microprocesseur (B). Ce microprocesseur peut être constitué par un micro- contrôleur. Le dispositif (A) comporte une mémoire de programme (C) et une mémoire de donnée (D). Cet ensemble de mémoires peut être alimenté par une batterie ou peut être constitué par une mémoire non volatile pour le stockage de paramètres d'utilisation et des données de fonctionnement. Cet ensemble de mémoires (C) (D) est interactif avec le microprocesseur (B). Le dispositif (A) comporte en outre une horloge (E) qui est, soit incorporée au microprocesseur (B), soit constitué d'un dispositif séparé. Le dispositif (A) comporte en outre un clavier à touches (F) permettant à l'utilisateur de programmer les jours et les plages horaires d'occupation du local, la température souhaitée pendant cette période et la température de maintien hors gel. Le dispositif (A) est en outre pourvu d'un afficheur (G) permettant de vérifier la saisie des paramètres et indiquant l'état du dispositif au cours du fonctionnement. Le dispositif (A) est enfin pourvu de 2 sondes de température, une sonde extérieure (H) pour la détection de la température extérieure au local et une sonde intérieure (I) permettant de détecter la température intérieure au local. Dans la description qui suit, la température de maintien hors gel est appelée T1, la température pendant l'occupation du local est appelée T2, la température extérieure étant désignée par T. Le dispositif (A) est relié au chauffage (J) du local. Il met en oeuvre des sondes extérieures (H) et intérieures (I). La sonde intérieure (I) située à l'intérieur du local fonctionne de façon classique et commande la régulation du chauffage. La sonde extérieure au local (H) renseigne le dispositif (A) sur les conditions climatiques. La mémoire (D) est organisée en tableau enregistrant le temps de montée en température du local en fonction de la différence de température entre la température extérieure T et la température T2 à atteindre pendant l'occupation du local par l'usager. Lors de la première mise en service du dispositif (A), I'utilisateur indique au dispositif (A) une estimation du temps nécessaire pour passer de la température T1 de maintien hors gel à la température T2 qui est à atteindre lorsque le local est occupé par l'utilisateur. A partir de ces données initiales, le dispositif (A) effectuera un auto-apprentissage de la réponse thermique du local. En période d'occupation du local, il commande le chauffage en fonction de la mesure de la température intérieure donnée par la sonde intérieure (I) et s de la température T2 prédéterminée destinée à être atteinte lors de l'occupation du local par l'usager. l'horloge (E) fait passer le dispositif (A) en mode hors gel et régule la température à la valeur T1. Le premier passage de la température hors gel T1 à la température à atteindre T2 lorsque le local est occupé s'effectue à l'heure programmée avancée du temps estimé par l'utilisateur pour passer de T1 à T2, cette donnée étant entrée dans le dispositif (A) par l'utilisateur. Le dispositif (A) enregistre alors la température extérieure au local et, quand par mise en route du chauffage la température intérieure du local atteint T2 valeur prédéterminée par l'utilisateur, le temps pris pour cette montée en température est enregistré dans la mémoire organisée en tableau. Pendant les phases de maintien hors gel, il est prévu que le dispositif (A) interroge périodiquement la température extérieure et calcule la différence entre la température T2 à atteindre lorsque le local est occupé, retranchée de la température extérieure T ( T2 - T). Le dispositif (A) cherche dans le tableau le temps de chauffage correspondant à cet écart. Si cette donnée n'est pas enregistrée, elle sera extrapolée à partir des valeurs les plus proches. Le temps de chauffage obtenu sera déduit de l'heure de la prochaine phase d'occupation et en fonction de l'heure courante. Le dispositif (A) décide de l'éventuel passage à la température de consigne T2 correspondant à la phase d'occupation du local par l'usager. Le temps réel de montée à T2 est enregistré et la mémoire organisée en tableau est mise à jour. Selon un autre mode de réalisation conforme à l'invention il est possible de prévoir un troisième seuil de température intermédiaire pendant la nuit réduisant le chauffage. Selon les figures 2a, 2b et 2c, on a représenté à titre d'exemple les différentes o fonctions du dispositif (A) représenté à la figure 1 précédente. Lorsque le dispositif (A) est mis sous tension, on abouti à une phase de début. Lors de la phase 1, le dispositif (A) vérifie si l'utilisateur actionne une touche du clavier pour modifier un paramètre de fonctionnement du système. S'il n'y a pas d'action, le dispositif (A) passe à la phase 8. En phase 2, le dispositif (A) vérifie si l'utilisateur souhaite modifier l'heure courante. Dans une hypothèse négative, on passe à la phase suivante (4). Dans le cas d'une réponse positive, on passe à la phase 3 de modification de l'heure et du jour. En phase 3, I'utilisateur à l'aide du clavier (1) programme la nouvelle heure ou date, puis la fonction se remet en phase début. En phase 4, le dispositif (A) vérifie si l'utilisateur désire modifier les températures de consigne. Dans l'hypothèse d'une réponse négative, la fonction passe en phase 6. En cas d'une réponse positive, la fonction passe en phase 5. La phase 5 correspond, pour l'utilisateur, à l'entrée de nouvelles températures de régulation correspondant soit au temps de présence, soit au temps d'absence. Puis la phase 5 revient à la phase début. En phase 6, le dispositif (A) vérifie si l'utilisateur désire modifier le programme de régulation. En cas de réponse négative, le dispositif passe à la phase 8. En cas de réponse positive, la fonction passe en phase 7. En phase 7, I'utilisateur modifie les heures ou jours de présence ou d'absence. De cette fonction on revient à la phase début. En phase 8, le dispositif (A) effectue une lecture dans l'horloge de la date et de l'heure courante. En phase 9, le dispositif (A) effectue la lecture dans la mémoire de l'état programmé (présence ou absence) en fonction de la date et de l'heure courante. En phase 10, le dispositif (A) se met automatiquement en phase 15 correspondant à une période d'absence. En cas de phase de présence, le o dispositif (A) passe à la phase 11 suivant laquelle l'appareil mesure la température intérieure du local. En phase 12, le dispositif (A) effectue la comparaison de la température intérieure mesurée avec la température de présence programmee. Le dispositif (A) se branche en phase 14 si la température mesurée est inférieure à la température programmée. Si la température est égale ou supérieure à la température programmée, le dispositif (A) passe en phase 13 correspondant à l'arrêt du chauffage d'o l'appareil revient en phase début. En phase 14, le dispositif (A) commande le démarrage du chauffage puis l'appareil revient en phase début. En phase 15, le dispositif (A) lit dans la mémoire la température de présence programmee. En phase 16, le dispositif (A) mesure la température extérieure. En phase 17 le dispositif (A) calcule la différence entre la température souhaitée a l'heure d'arrivée des occupants et de la température extérieure. En phase 18, le dispositif (A) mesure la température réelle à l'intérieur du local. En phase 19, le dispositif (A) calcule l'écart de température à compenser avant l'arrivée des utilisateurs. En phase 20, le dispositif recherche dans la mémoire de données, le temps nécessaire pour élever la température intérieure du local à la température programmée pendant l'occupation du local en fonction de l'écart calculé. En phase 21, si cette donnée existe, le dispositif passe en phase 24. Dans une hypothèse négative, I'appareil passe en phase 22. En phase 22, le dispositif(A) recherche dans la mémoire de donnée l'écart le plus proche précédemment enregistré. En phase 23, le dispositif (A) estime le temps de chauffe. La donnée la plus proche dans la mémoire, est divisée par l'écart correspondant multiplié par un o nouvel écart. En phase 24, le dispositif (A) lit l'heure présente dans l'horloge. En phase 25, le dispositif (A) additionne le temps de chauffe et l'heure présente. En phase 26, le dispositif (A) lit dans la mémoire programme la prochaine heure de présence. En phase 27, le dispositif (A) retire de la prochaine heure de présence, la somme de l'heure présente auquel on ajout le temps de chauffe. Si le résultat est égal ou plus petit à cette somme, le dispositif (A) commande la montée en température d'occupation nécessaire et passe à la phase 32. Si le résultat est supérieur à cette somme, il y a maintien à la température d'absence et le dispositif (A) passe en phase 28. En phase 28, le dispositif (A) mesure la température intérieure du local. En phase 29, le dispositif (A) compare la température intérieure mesurée avec la température d'absence programmée (température hors gel). Le dispositif (A) passe à la phase 31 si la température mesurée est inférieure à la température programmée. Le dispositif (A) passe à la phase 30 si la température mesurée est égale ou supérieure à la température programmée. En phase 30, le dispositif (A) commande l'arrêt du chauffage. Puis celuici revient à la phase début. En phase 31, le dispositif (A) commande la chauffe puis revient en phase début. En phase 32, le dispositif (A) mesure la température intérieure du local. En phase 33, le dispositif (A) compare la température intérieure mesurée avec la température de présence programmée. Le dispositif (A) passe à la phase 36 si la température mesurée est inférieure à la température programmee. l0 Le dispositif (A) passe de la phase 33 à la phase 34, si la température mesurée est égale ou supérieure à la température programmée. En phase 34, le dispositif (A) commande l'arrêt du chauffage. En phase 35, le dispositif (A) enregistre dans la mémoire de données le temps de chauffe puis le dispositif revient à la phase début. Enfin, en phase 36, le dispositif (A) commande le démarrage du chauffage puis revient à la phase début. REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Dispositif de régulation de température programmable permettant d'adapter et de réduire le chauffage en fonction des temps de présence et d'absence d'usagers dans des locaux industriels, commerciaux ou d'habitation, une horloge programmée permettant de commander la fonction de chauffage des locaux en fonction d'une température de référence correspondant au temps d'absence de l'usager et d'une température à atteindre correspondant au temps de présence de l'usager et en fonction de la date et de l'heure o les locaux doivent être o chauffés, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte des sondes de détection des températures intérieures (I) et extérieures (H) au local, un microprocesseur (B) coopérant avec une horloge (E) et des mémoire de données (D) et de programmes (C) pour automatiser la variation de l'heure de démarrage du chauffage en fonction des conditions climatiques. 2 ) Dispositif de régulation de température programmable conforme à la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un clavier de commande (F) permettant la programmation de l'horloge (E), ainsi que la programmation de la température de seuil hors gel (T1) et de la température (T2) à atteindre dans les locaux en phase d'occupation par l'usager. 3 ) Dispositif de régulation de. température programmable conforme aux revendications 1 et 2 précédentes caractérisé en ce que le microprocesseur (B) calcule automatiquement le temps de chauffage variable des locaux pour atteindre la température (T2) en phase d'occupation des locaux en fonction des conditions climatiques, en exploitant et en comparant les mesures de température extérieure aux locaux et les 2 seuils de température sélectionnés ainsi que la température intérieure réelle du local, ces températures étant stockées de façon permanente et périodique dans des mémoires appropriées. 4 ) Dispositif de régulation de température programmable conforme à la revendication 1 caractérisé en ce que la mémoire de données (D) est organisé en tableau pour enregistrer le temps de montée en température des locaux en fonction de la différence de température extérieure et de la température présélectionnée à atteindre en phase d'occupation des locaux. ) Dispositif de régulation de température programmable conforme aux revendications 1 et 4 précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'affichage (G) commandé par un microprocesseur (B). 6 ) Dispositif de régulation de température programmable conforme aux revendications 1 et 5 précédentes caractérisé en ce qu'il est relié au chauffage (J) des locaux commandé par le microprocesseur (B). 7 ) Dispositif de régulation de température programmable conforme aux o revendications 1 à 5 précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une ou plusieurs températures de consigne intermédiaires.