Brevet FR2788842A1 — publié le 20000728

DISPOSITIF DE REGULATION DE CHAUFFAGE A CIRCULATION D'EAU La présente invention concerne un dispositif de régulation de chauffage à circulation d'eau. Dans les chauffages à circulation d'eau o la régulation s'opère au niveau de chaque radiateur, chacun est pourvu d'un organe de régulation composé d'une vanne et d'une tête thermostatique, laquelle est réglable en terme de température de consigne. Une telle régulation, radiateur par radiateur, présente une multiplicité d'inconvénients: - elle ne permet pas une gestion centralisée du chauffage par zones, une zone pouvant couvrir une ou plusieurs pièces d'un habitat et contenir un ou plusieurs radiateurs; - la tête thermostatique étant généralement disposée à proximité du corps chaud du radiateur, la température de consigne faisant agir celui- ci sera sensiblement différente de la température ambiante de la pièce; cet effet pouvant en pratique être aggravé par la présence d'une fenêtre ou d'un rideau du-dessus du radiateur. Un but de l'invention est de pallier tout ou partie des inconvénients précités. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif de régulation qui soit facilement adaptable aux vannes de régulation des radiateurs à circulation d'eau existant sur le marché. Aussi, l'invention a pour objet un dispositif de régulation de chauffage à circulation d'eau comprenant une pluralité de radiateurs chacun pourvu d'une vanne de régulation, lesdits radiateurs étant répartis en au moins un groupe d'au moins un radiateur, caractérisé en ce qu'il comprend une unité de gestion centrale, une unité de gestion locale pour chaque groupe de radiateurs et des moyens d'actionnement de chaque vanne de régulation, lesdits moyens d'actionnement étant reliés sans fil à ladite unité de gestion centrale. L'unité de gestion centrale est chargée de délivrer des informations de gestion centrale, essentiellement des informations relatives à des plages horaires de fonctionnement et des modes de fonctionnement définis préalablement pour chaque zone dans l'unité de gestion centrale. De préférence, les moyens d'actionnement de chaque vanne de régulation sont également reliés sans fil à l'unité de gestion locale correspondante. Chaque unité de gestion locale est chargée de fournir essentiellement une température de consigne et la température ambiante de la zone ou pièce de l'habitat dans laquelle le groupe de radiateurs correspondant est placé. Un développement de l'invention concerne la gestion de l'énergie en vue d'une consommation minimale des unités de gestion et des moyens d'actionnement de vanne permettant dans de bonnes conditions d'utilisation une installation sans fil. Pour résumer, dans les unités de gestion locale et l'unité de gestion centrale, on prévoit des temps d'émission sur la liaison sans fil très courts et pour les moyens d'actionnement, des faibles puissances d'entraînement car la vitesse de réponse l'autorise. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit et qui est faite en référence aux dessins annexés, parmi lesquels: - la Fig. 1 est une vue globale sous forme de schéma d'un dispositif de régulation de l'invention; - la Fig. 2 est une vue schématique de principe de la commande mécanique d'une vanne de régulation dans un dispositif de l'invention; et - les Figs. 3 à 5 sont respectivement des vues schématiques en perspective, de côté et de bout d'un ensemble de commande mécanique selon le principe de la Fig.2, dans une forme de réalisation préférée. Selon l'invention, le dispositif de régulation comporte une pluralité de radiateurs répartis en groupes, une unité de gestion centrale et une pluralité d'unités de gestion locale destinées chacune à gérer un groupe de radiateurs. La Fig. 1 représente une vue schématique d'un dispositif de régulation selon l'invention. Ce dispositif comporte trois radiateurs Rl, R2 et R3 répartis en deux groupes G1 et G2, une unité de gestion centrale UGC et deux unités de gestion locale UG1 et UG2. Un groupe de radiateurs désigne des radiateurs coopérant ensemble pour chauffer une même zone ou pièce de l'habitat, donc sous le contrôle d'une même unité de gestion locale. Les radiateurs R1, R2 et R3 sont chacun munis de moyens d'actionnement de leur vanne de régulation, respectivement A1, A2 et A3. Ces moyens d'actionnement sont reliés sans fil (par exemple par radio) à l'unité de gestion centrale UGC et à une unité de gestion locale, UG1 ou UG2. L'unité de gestion centrale est placée en général au centre de l'habitat. Les unités de gestion locale sont placées en des endroits adéquats dans leur zone respective. Dans l'exemple de'la Fig. 1, l'unité de gestion locale UG1 fournit sans fil au radiateur R1 la température ambiante TA1 de la zone correspondante et une température de consigne TC1 correspondant à la température voulue pour cette zone. Il en est de même de l'unité de gestion locale UG2 et de ses radiateurs R2 et R3 qui reçoivent TA2 (température ambiante) et TC2 (température de consigne). Les unités de gestion locale comportent à cet effet une sonde de température et des moyens pour fixer la température de consigne. En pratique, les unités UG1 et UG2 se présentent sous la forme d'un boîtier thermostatique au moyen duquel on règle la température de consigne. Par ailleurs, l'unité de gestion centrale UGC fournit à l'ensemble des radiateurs des informations de gestion en termes de niveaux de chauffe NC1, NC2 associés à des plages horaires de fonctionnement préalablement définies et de modes de fonctionnement préalablement sélectionnés par l'utilisateur pour chaque zone. T- -T L'utilisateur peut choisir un mode de fonctionnement qui met en oeuvre en général quatre niveaux de chauffe: - Confort: les moyens d'actionnement sont commandés pour que la température ambiante soit égale à la température de consigne; - Réduit: les moyens d'actionnement sont commandés pour que la température ambiante soit égale à la température de consigne abaissée de 3 C; - Hors gel: les moyens d'actionnement sont commandés pour que la température ambiante soit maintenue entre +4 C et +8 C; - Arrêt: les moyens d'actionnement coupent la circulation d'eau chaude dans le radiateur. Cycliquement, une commande est lancée de façon à actionner la vanne pour éviter le grippage. Pour que les informations entre les différents éléments du dispositif de régulation selon l'invention soient transmises sans fil, les unités de gestion locale UG1 et UG2 et l'unité de gestion centrale UGC sont équipées d'émetteurs tandis que les moyens d'actionnement de chaque radiateur sont munis d'un récepteur. Tous ces éléments UGC, UG1, UG2, A1, A2 et A3 sont alimentés par piles. Pour que tous ces éléments aient une bonne autonomie de fonctionnement, il est prévu de limiter au maximum leur temps de fonctionnement. C'est ainsi que le récepteur des moyens d'actionnement est prévu pour ne fonctionner que le temps nécessaire pour recevoir les informations de l'unité de gestion centrale UGC et de son unité de gestion locale, UG1 ou UG2. Dans le même souci de limiter la consommation d'énergie, il est également prévu que l'unité de gestion centrale UGC et les unités de gestion locale UG1 et UG2 n'émettent que periodiquement et pendant un temps très court. Le récepteur des moyens d'actionnement d'un radiateur est alors synchronisé sur l'unité de gestion centrale UGC et sur son unité de gestion locale de manière à ne se mettre en réception que pendant les fenêtres d'émission de ces unités. Bien entendu, les fenêtres d'émission sans fil des unités UGC, UG1 et UG2 sont différentes et non recouvrantes. Pour indiquer un ordre de grandeur, la fenêtre d'émission de l'unité de gestion centrale UGC peut être de 10 ms environ tous les 15 minutes, et celle des unités de gestion locale de 10 ms environ toutes les minutes. L'unité de gestion centrale et les unités de gestion locale sont codées. A l'installation, un apprentissage permet d'appairer le récepteur des moyens d'actionnement pour chaque radiateur à l'unité de gestion centrale et à son unité de gestion locale. L'invention concerne également les moyens relatifs à l'actionnement des vannes de régulation des radiateurs, dans un cas o celles-ci sont des vannes d'un type existant dont l'actionneur est une tige coulissante entre deux positions d'ouverture et de fermeture de vanne, et sollicitée vers la position d'ouverture par un ressort interne dans la vanne. Le double problème que résout l'invention à ce niveau est celui de la gestion d'énergie pour une consommation minimale, ainsi que celui de l'encombrement des moyens d'actionnement de la tige étant donné que ceux-ci viennent s'adapter en saillie sur la vanne de régulation. Les Figs. 2 à 5 illustrent une forme de réalisation préférée d'une solution selon l'invention, dont le principe fonctionnel est schématisé à la Fig. 2: la vanne de régulation 1 est commandée par l'intermédiaire d'une tige coulissante 10, laquelle tige est rappelée en position d'ouverture par un ressort 11. Les moyens d'actionnement selon l'invention 2 comportent un poussoir 20 aligné avec la tige 10, lequel poussoir est sollicité à l'inverse de la tige 10 par un ressort 21 sensiblement de même puissance que le ressort 11. Le poussoir 20 est entraîné par un moteur, par l'intermédiaire d'une transmission qui selon l'invention a un rapport de démultiplication très important, par exemple supérieur à 1000. Cette grande démultiplication résulte d'un choix privilégiant une faible consommation car la vitesse de réponse, dans le cadre de l'application, peut être très lente. On en tire en effet l'avantage de pouvoir utiliser un moteur de faible puissance sans bruit et de bénéficier d'un frein mécanique simple et efficace du poussoir lorsque le moteur est arrêté. Dans un sens, le poussoir 20 recule devant la tige 10 qui peut donc avancer concomitamment de par la sollicitation de son ressort 11, la tige 10 et le poussoir 20 n'étant pas accrochés l'un à l'autre. Les moyens présentés aux Figs. 3 à 5 obéissent à ce principe et sont remarquables de compacité: dans un boîtier de forme sensiblement cylindrique, sont agencés longitudinalement côte à côte un moteur 30 et trois logements 31a, 31b et 31c pour des piles bâton. En bout de moteur, et sur le côté des piles, est placé un train d'engrenages dont l'axe de sortie est une vis sans fin 32 se trouvant à l'opposé des logements 31a, 3lb et 31c, sur laquelle est engagée une bague 33. A la bague 33, est articulée l'extrémité d'un bras pousseur 34 apte à pivoter autour d'un axe 35 passant dans son autre extrémité, en bout des logements de piles 31a, 3lb et 31c. Le bras pousseur 34 empêche la bague 33 de tourner sur elle-même de telle sorte que lorsque la vis sans fin 32 tourne, la bague 33 est entraînée en translation longitudinale, entraînant à son tour en pivotement le bras pousseur 34. Le bras pousseur 34 est d'autre part sollicité par le ressort de compensation précité 21 et il est en contact sensiblement au milieu de sa longueur avec le poussoir 20 qui coulisse à travers une paroi de fond du boîtier. Bien entendu, malgré qu'elle réponde de façon satisfaisante, cette forme de réalisation n'est donnée qu'à titre d'exemple préférentiel. REVENDICATIONS 1) Dispositif de régulation de chauffage à circulation d'eau comprenant une pluralité de radiateurs (R1,R2,R3) chacun pourvu d'une vanne de régulation, lesdits radiateurs étant répartis en au moins un groupe d'au moins un radiateur, caractérisé en ce qu'il comprend une unité de gestion centrale (UGC), une unité de gestion pour chaque groupe de radiateurs (UG1,UG2) et des moyens d'actionnement (A1,A2,A3) de chaque vanne de régulation, lesdits moyens d'actionnement (A1,A2,A3) étant reliés sans fil à ladite unité de gestion centrale (UGC). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'actionnement (A1,A2,A3) de chaque vanne de régulation sont en outre reliés sans fil à l'unité de gestion locale du groupe de radiateurs correspondant (UG1,UG2). 3) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque unité de gestion locale (UG1,UG2) fournit une température de consigne (TC1,TC2) et une température ambiante (TA1,TA2) aux moyens d'actionnement (A1,A2,A3) du groupe de radiateurs correspondant. 4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'unité de gestion centrale (UGC) fournit aux moyens d'actionnement de la pluralité de radiateurs des informations de gestion en termes de niveaux de chauffe associés à des plages horaires de fonctionnement et de modes de fonctionnement des radiateurs. ) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour des vannes de régulation (1) comprenant une tige (10) de régulation en ouverture-fermeture mobile entre deux positions extrêmes et sollicité en déploiement vers la position ouverte par un premier ressort (11), il est prévu pour chaque vanne un moyen d'actionnement mécanique comportant un poussoir (20) aligné avec ladite tige (10) pour la pousser contre la force dudit premier ressort (11), ledit poussoir (11) étant sollicité à l'opposé de ladite tige (10) par un second ressort (21) sensiblement de même puissance que le premier ressort (11). 6) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit poussoir (21) est entraîné par un moteur (30) alimenté par piles, par l'intermédiaire d'une transmission dont le rapport de démultiplication est très élevé. 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le rapport de démultiplication est supérieur à 1000. 8) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de gestion centrale (UGC), les unités de gestion locale (UG1,UG2) et les moyens d'actionnement (A1, A2,A3) des vannes de régulation des radiateurs sont alimentés par piles. 9) Dispositif selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que l'unité de gestion centrale (UGC) et les unités de gestion locale (UG1,UG2) ont chacune des fenêtres d'émission sans fil différentes et non recouvrantes. 10) Dispositif selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement de la vanne de régulation de chaque radiateur sont reliés sans fil uniquement le temps nécessaire pour recevoir les informations de gestion en provenance de l'unité de l'unité de gestion centrale (UGC) et de l'unité de gestion locale (UG1,UG2) correspondante.