Brevet FR2903763A1 — publié le 20080118

La présente invention concerne un système de contrôle et d'équilibrage d'une installation à circulation de fluide, par exemple de chauffage ou de climatisation. Les installations de chauffage destinées à chauffer des bâtiments 5 sont généralement des installations de chauffage à circulation de fluide chaud, tel que de l'eau chaude. Comme on peut le voir sur la figure 1, ces installations de chauffage comportent généralement une chaudière 2 pour chauffer le fluide, au moins un réseau d'alimentation en fluide 3, et au moins un réseau de retour de 10 fluide 4. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 1, le réseau d'alimentation en fluide 3 comporte une canalisation horizontale d'alimentation en fluide 5 reliée à au moins trois canalisations verticales d'alimentation en fluide 6 destinées à alimenter en fluide différentes boucles d'utilisation 7 15 comportant chacune un radiateur à circulation de fluide 8. Le réseau de retour de fluide 4 comporte au moins trois canalisations verticales de retour de fluide 9 associées chacune à l'une des canalisations verticales d'alimentation en fluide 6. Ainsi, chaque canalisation verticale de retour de fluide 9 est reliée aux différentes boucles d'utilisation 7 20 appartenant à la canalisation verticale d'alimentation en fluide 6 qui lui est associée, afin d'assurer le retour du fluide vers la chaudière 2 par l'intermédiaire d'une canalisation horizontale de retour de fluide 11. II est à noter qu'une canalisation verticale de retour de fluide 9 et la canalisation verticale d'alimentation en fluide 6 qui lui est associée forment une 25 colonne de chauffage. Afin d'équilibrer l'installation de chauffage, il est nécessaire de monter des robinets d'équilibrage 12 sur chaque colonne de chauffage, par exemple sur les canalisations verticales de retour de fluide 9 à proximité de la canalisation horizontale de retour de fluide 11, pour tenir compte des pertes de 30 charges de l'installation. En effet, lorsque une installation de chauffage ne comporte aucun robinet d'équilibrage, alors la colonne de chauffage située à proximité de la chaudière reçoit un débit plus important que celui reçu par les autres colonnes et la colonne de chauffage la plus éloignée de la chaudière reçoit un débit plus faible que celui reçu par les autres colonnes. De ce fait, il 35 n'est pas possible d'obtenir les débits et les apports calorifiques souhaités dans chaque colonne de chauffage. 2903763 2 Pour équilibrer une installation de chauffage comportant des robinets d'équilibrage, il est nécessaire de régler la position du volant de chaque robinet d'équilibrage pour obtenir les débits souhaités dans chaque colonne de chauffage. Ce réglage de la position du volant de chaque robinet équipant l'installation est défini en bureau d'études en fonction des caractéristiques de l'installation, notamment en fonction de la pression de sortie de la pompe, des pertes de charges et du débit préconisé de la colonne de chauffage associée à chaque robinet. Cependant, ce réglage du volant de chaque robinet est un réglage théorique. Ainsi, en pratique, il est possible, lorsque l'installation est en place et que les robinets sont positionnés selon les réglages définis en bureau d'études, que l'installation ne soit pas équilibrée. Dans ce cas, il est nécessaire d'effectuer un nouveau réglage de la position du volant de certains robinets ou de chaque robinet, ce nouveau réglage étant obtenu par mise en oeuvre d'un dispositif de mesure de pression différentielle. Ce type de dispositif comprend généralement un capteur de pression différentielle destiné à être relié à des prises de pression situées à l'entrée et à la sortie d'un robinet d'équilibrage monté sur l'installation de chauffage, et des moyens de calcul de la valeur du débit du robinet en fonction de la valeur de pression différentielle mesurée et de données spécifiques du robinet préalablement mémorisées dans les moyens de calcul. Ainsi, pour déterminer le débit en amont d'un robinet, un opérateur raccorde le dispositif de mesure aux prises de pression situées à l'entrée et à la sortie du robinet afin de mesurer la différence de pression dans ce dernier. Ensuite, en fonction du type de robinet et de la différence de pression mesurée, le dispositif de mesure calcule et indique la valeur du débit en amont de ce robinet. Lorsque la valeur de débit calculée est différente d'une valeur de consigne préconisée, c'est-à-dire lorsque l'installation n'est pas équilibrée, l'opérateur règle la position du volant du robinet jusqu'à ce que le dispositif de mesure indique la valeur de débit souhaitée. Le réglage de ce robinet modifie non seulement le débit du fluide traversant la colonne de chauffage associée mais aussi le débit de fluide 35 traversant les autres colonnes. 2903763 3 L'équilibrage de l'installation de chauffage nécessite donc des interventions successives de l'opérateur sur chaque robinet d'équilibrage de l'installation. Il en résulte donc un grand nombre de déplacements de l'opérateur entre les différents robinets de l'installation, ce qui rend très long et 5 fastidieux l'équilibrage de l'installation. La présente invention vise donc à remédier à ces inconvénients. Le problème technique à la base de l'invention est donc la réalisation d'un système de contrôle et d'équilibrage d'une installation à circulation de fluide, par exemple de chauffage ou de climatisation qui soit de 10 structure simple et qui permette un contrôle et un équilibrage rapide, simple et précis de l'installation. A cet effet, l'invention concerne un système de contrôle et d'équilibrage d'une installation à circulation de fluide, par exemple de chauffage ou de climatisation, caractérisé en ce qu'il comprend : 15 -au moins deux dispositifs de mesure comprenant chacun : - un capteur de pression différentielle destiné à être relié à des prises de pression situées de part et d'autre d'un robinet d'équilibrage monté sur l'installation, - des moyens de communication associés au capteur de 20 pression différentielle, les moyens de communication permettant le transfert par une liaison sans fil des données issues du capteur de pression différentielle vers des moyens de traitement distants, - les moyens de traitement distants comportant : - des moyens de réception pour recevoir des données 25 transmises par les moyens de communication de chaque dispositif de mesure, - des premiers moyens de calcul de la valeur du débit de chaque robinet équipé d'un dispositif de mesure en fonction de la valeur de pression différentielle mesurée par le capteur de pression différentielle associé et de données spécifiques à chaque robinet préalablement mémorisées dans les 30 premiers moyens de calcul, et - des moyens de visualisation des valeurs de débit de chaque robinet équipé d'un dispositif de mesure. L'opérateur souhaitant contrôler et équilibrer une installation de chauffage comportant par exemple trois colonnes de chauffage monte trois dispositifs de mesure sur les trois robinets d'équilibrage RI, R2, R3 de l'installation. Pour cela, il relie les trois capteurs de pression différentielle des 2903763 4 différents dispositifs de mesure avec les prises de pression situées de part et d'autre des robinets d'équilibrage montés sur l'installation. En position montée, le capteur de pression différentielle de chaque dispositif de mesure produit un signal électrique qui est généralement 5 proportionnel à la différence de pression mesurée. Ce signal électrique est ensuite transmis aux moyens de communication associés qui à leur tour transfèrent ce signal par une liaison sans fil aux moyens de traitement distants, les moyens de traitement distants étant par exemple constitués par un ordinateur portable. 10 Ensuite, par l'intermédiaire des moyens de réception, des premiers moyens de calcul et des moyens de visualisation, les moyens de traitement fournissent à l'opérateur les valeurs de débit dans les différents robinets d'équilibrage par exemple sous forme de fichiers ou directement par affichage sur l'écran de l'ordinateur portable lorsque les moyens de traitement sont 15 constitués par un ordinateur portable. Avantageusement, les moyens de visualisation sont agencés pour visualiser simultanément les valeurs de débit de chaque robinet équipé d'un dispositif de mesure. De ce fait, l'opérateur peut visualiser les valeurs de débits dans 20 chaque robinet d'équilibrage de manière simultanée et centralisée sans avoir besoin de se déplacer entre les différents robinets. Si la valeur de débit dans un robinet donné, par exemple le robinet RI, est différente d'une valeur de débit de consigne préconisée, l'opérateur modifie la position du volant du robinet concerné pour équilibrer l'installation. 25 Pour cela, l'opérateur calcule, à l'aide d'abaques de calcul, la position préconisée du volant de ce robinet pour obtenir une valeur de débit sensiblement égal à la valeur de débit de consigne préconisée et règle ensuite le robinet R1 sur cette position. Etant donné que le système selon l'invention fournit de manière 30 simultanée et centralisée les valeurs de débit dans chaque robinet, l'opérateur visualise, tout de suite après avoir modifié le réglage de la position du volant du robinet RI, l'incidence de ce réglage sur les débits dans le robinet R1 mais également dans les autres robinets de l'installation. Si après avoir réglé le robinet R1, l'opérateur constate que les 35 valeurs de débit mesurées dans les autres robinets ne sont pas satisfaisantes, 2903763 5 alors l'opérateur continue le réglage des positions des volant des autres robinets jusqu'à obtenir les valeurs de débit souhaitées dans chaque robinet. Le système de contrôle et d'équilibrage selon l'invention permet d'obtenir les valeurs des débits de chaque robinet d'une installation de manière 5 centralisée, instantanée et simultanée, ce qui permet donc de limiter les déplacement de l'opérateur entre les différents robinets mais également de faciliter l'équilibrage de l'installation puisque ce dernier peut visualiser directement l'incidence d'un réglage d'un robinet sur les autres robinets. Ainsi, il est possible d'obtenir un équilibrage rapide, simple et précis de l'installation. 10 Avantageusement, les moyens de traitement comportent des seconds moyens de calcul de la position préconisée du volant de l'un des robinets d'équilibrage de l'installation équipés d'un dispositif de mesure afin que la valeur du débit calculée pour ce robinet donné soit sensiblement égale à une valeur de débit de consigne préconisée préalablement saisies dans les 15 seconds moyens de calcul par un opérateur par l'intermédiaire de moyens de saisie associés aux seconds moyens de calculs, les moyens de visualisation étant agencés pour visualiser la position préconisée du volant du robinet donné. Ainsi, l'opérateur n'a plus besoin de calculer lui-même à l'aide 20 d'abaques de calcul les positions préconisées des volants des différents robinets d'équilibrage pour équilibrer l'installation puisque les moyens de traitement lui fournissent directement ces valeurs par l'intermédiaire des seconds moyens de calcul dans lesquels sont préalablement mémorisés les abaques de calcul relatifs à chaque robinet équipé d'un dispositif de mesure et 25 des moyens de visualisation. Avantageusement, les moyens de communication associés à chaque capteur de pression différentielle transfert les données issues du capteur de pression différentielle vers les moyens de traitement par une liaison sans fil. 30 Avantageusement, les moyens de traitement fonctionnent selon une norme du type Wi-Fi ou Bluetooth. Selon une alternative de l'invention, les moyens de communication associés à chaque capteur de pression différentielle transfert les données issues du capteur de pression différentielle vers les moyens de traitement par 35 une liaison filaire. 2903763 6 Selon une autre caractéristique de l'invention, le capteur de pression différentielle et les moyens de communication de chaque dispositif de mesure sont pilotés par un microcontrôleur, le microcontrôleur recevant les données issues du capteur de pression différentielle associé sous forme de 5 signal électrique et transmettant ce dernier aux moyens de communications associés. Avantageusement, chaque dispositif de mesure comporte des moyens de mesure de température destinés à mesurer la température du fluide circulant dans un robinet d'équilibrage, les moyens de mesure de température 10 étant associés aux moyens de communication afin de permettre le transfert des données issues des moyens de mesure de température vers les moyens de traitement. Selon une autre caractéristique de l'invention, le système d'équilibrage comporte une carte à puce fixée sur chaque robinet d'équilibrage 15 de l'installation, les données spécifiques de chaque robinet étant mémorisées dans la carte à puce associée afin d'être lues par des moyens de lecture associés aux moyens de communications du dispositif de mesure destiné à être monté sur le robinet. De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la 20 description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce système de contrôle et d'équilibrage. La figure 1 est une vue schématique partielle d'une installation de chauffage équipée de robinets d'équilibrage. 25 La figure 2 est une vue schématique d'un système de contrôle et d'équilibrage de l'installation de chauffage de la figure 1. La figure 2 représente un système de contrôle et d'équilibrage 21 d'une installation de chauffage identique ou similaire à celle représentée à la figure 1. 30 Le système de contrôle et d'équilibrage comprend donc trois dispositifs de mesure 22 destinés à être montés sur les trois robinets d'équilibrage 12 que comporte l'installation de chauffage. Comme représenté à la figure 2, chaque dispositif de mesure 22 comprend un capteur de pression différentielle 23 destiné à être relié à des 35 prises de pression situées de part et d'autre de l'un des robinets d'équilibrage 12 montés sur l'installation. Chaque capteur de pression différentielle 23 est 2903763 7 associé en parallèle à un by-pass 24 comprenant une vanne 25 équipée à ses deux extrémités de deux flexibles 26 comportant à leur extrémité libre des moyens de couplage amovible 27 avec les prises de pression du robinet d'équilibrage associé. 5 Chaque dispositif de mesure 22 comprend également des moyens de communication 28 associés au capteur de pression différentielle 23 et fonctionnant selon la norme Wi-Fi. II est à noter que les moyens de communication permettent, en position montée du dispositif de mesure, le transfert par une liaison sans fil des données issues du capteur de pression 10 différentielle associé vers des moyens de traitement distants 29 constitués par un ordinateur portable. Le capteur de pression différentielle 23 et les moyens de communication 28 de chaque dispositif de mesure 22 sont pilotés par un microcontrôleur (non représenté aux figures). Le microcontrôleur reçoit les 15 données issues du capteur de pression différentielle associé sous forme de signal électrique et transmet ce dernier aux moyens de communications associés. Le système de contrôle et d'équilibrage 21 comprend également les moyens de traitement distants 29. Ces moyens de traitement distants 29 20 comportent : - des moyens de réception pour recevoir des données transmises par les moyens de communication 28 de chaque dispositif de mesure 22, - des premiers moyens de calcul de la valeur du débit de chaque 25 robinet 12 équipé d'un dispositif de mesure 22 en fonction de la valeur de pression différentielle mesurée par le capteur de pression différentielle 23 associé et de données spécifiques (diamètre, coefficient de perte de charge, sens, etc.) à chaque robinet préalablement mémorisées dans les premiers moyens de calcul, et 30 - des moyens de visualisation 31 des valeurs de débit de chaque robinet équipé d'un dispositif de mesure. Selon le mode de réalisation représenté aux figures, les moyens de visualisation sont constitués par l'écran 31 de l'ordinateur portable 29. Les moyens de traitement 29 comportent également des seconds 35 moyens de calcul de la position préconisée du volant de l'un des robinets d'équilibrage 12 de l'installation équipés d'un dispositif de mesure 22 afin que 2903763 8 la valeur du débit calculée pour ce robinet donné soit sensiblement égale à une valeur de débit de consigne préconisée préalablement saisies dans les seconds moyens de calcul par l'opérateur, les moyens de visualisation 31 étant agencés pour visualiser la position préconisée du volant du robinet donné. 5 II est à noter que cette valeur de débit de consigne préconisée est saisie par l'opérateur par l'intermédiaire de moyens de saisie 30 associés aux seconds moyens de calculs. Selon le mode de réalisation représenté aux figures, les moyens de saisie sont constitués par le clavier 30 de l'ordinateur portable. 10 Ainsi, lorsque l'opérateur constate que la valeur de débit calculée pour l'un des robinets de l'installation est trop différente de la valeur de débit de consigne préconisée, ce dernier saisit cette valeur de débit de consigne par l'intermédiaire des moyens de saisie et les seconds moyens de calculs fournissent ensuite à l'opérateur, par l'intermédiaire des moyens de 15 visualisation, la position préconisée du volant du robinet concerné pour obtenir une valeur de débit proche de la valeur de débit de consigne. Selon une variante de réalisation de l'invention, les moyens de communication associés à chaque capteur de pression différentielle transfert les données issues du capteur de pression différentielle vers les moyens de 20 traitement par une liaison filaire. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant un système de contrôle et d'équilibrage d'une installation à circulation de fluide, par exemple de chauffage ou de climatisation qui est de structure simple et qui permet un contrôle et un 25 équilibrage rapide, simple et précis de l'installation. Comme il va de soi l'invention ne se limite pas à la forme d'exécution de ce système de contrôle et d'équilibrage décrite ci-dessus à titre d'exemple, elle embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation. REVENDICATIONS 1. Système de contrôle et d'équilibrage (21) d'une installation à 5 circulation de fluide, par exemple de chauffage ou de climatisation, caractérisé en ce qu'il comprend : - au moins deux dispositifs de mesure (22) comprenant chacun : - un capteur de pression différentielle (23) destiné à être relié à des prises de pression situées de part et d'autre d'un robinet d'équilibrage (12) 10 monté sur l'installation, - des moyens de communication (28) associés au capteur de pression différentielle, les moyens de communication permettant le transfert des données issues du capteur de pression différentielle vers des moyens de traitement distants (25), 15 - les moyens de traitement distants (25) comportant : - des moyens de réception pour recevoir des données transmises par les moyens de communication (28) de chaque dispositif de mesure (22), - des premiers moyens de calcul de la valeur du débit de chaque 20 robinet équipé d'un dispositif de mesure en fonction de la valeur de pression différentielle mesurée par le capteur de pression différentielle associé et de données spécifiques à chaque robinet préalablement mémorisées dans les premiers moyens de calcul, et - des moyens de visualisation (31) des valeurs de débit de 25 chaque robinet équipé d'un dispositif de mesure. 2. Système de contrôle et d'équilibrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de visualisation (31) sont agencés pour visualiser simultanément les valeurs de débit de chaque robinet équipé d'un dispositif de mesure. 30 3. Système de contrôle et d'équilibrage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de traitement (25) comportent des seconds moyens de calcul de la position préconisée du volant de l'un des robinets d'équilibrage (12) de l'installation équipés d'un dispositif de mesure (22) afin que la valeur du débit calculée pour ce robinet donné soit 35 sensiblement égale à une valeur de débit de consigne préconisée préalablement saisies dans les seconds moyens de calcul par un opérateur par 2903763 10 l'intermédiaire de moyens de saisie (30) associés aux seconds moyens de calculs, les moyens de visualisation (31) étant agencés pour visualiser la position préconisée du volant du robinet donné. 4. Système de contrôle et d'équilibrage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de communication (28) associés à chaque capteur de pression différentielle (23) transfert les données issues du capteur de pression différentielle vers les moyens de traitement par une liaison sans fil. 5. Système de contrôle et d'équilibrage selon la revendication 4, 10 caractérisé en ce que les moyens de traitement fonctionnent selon une norme du type Wi-Fi ou Bluetooth. 6. Système de contrôle et d'équilibrage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de communication (28) associés à chaque capteur de pression différentielle (23) transfert les données 15 issues du capteur de pression différentielle vers les moyens de traitement par une liaison filaire. 7. Système de contrôle et d'équilibrage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le capteur de pression différentielle (23) et les moyens de communication (28) de chaque dispositif de mesure (22) 20 sont pilotés par un microcontrôleur, le microcontrôleur recevant les données issues du capteur de pression différentielle associé sous forme de signal électrique et transmettant ce dernier aux moyens de communications associés. 8. Système de contrôle et d'équilibrage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque dispositif de mesure 25 comporte des moyens de mesure de température destinés à mesurer la température du fluide circulant dans un robinet d'équilibrage, les moyens de mesure de température étant associés aux moyens de communication afin de permettre le transfert des données issues des moyens de mesure de température vers les moyens de traitement. 30 9. Système de contrôle et d'équilibrage selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte une carte à puce fixée sur chaque robinet d'équilibrage de l'installation, les données spécifiques de chaque robinet étant mémorisées dans la carte à puce associée afin d'être lues par des moyens de lecture associés aux moyens de communications du 35 dispositif de mesure destiné à être monté sur le robinet.