Brevet FR3047797A1 — publié le 20170818

PROCEDE DE REGULATION D'UN APPAREIL DE CHAUFFAGE COMPRENANT AU MOINS UN CAPTEUR DE CO2 ET AU MOINS UN DETECTEUR D'ABSENCE/PRESENCE ET APPAREIL DE CHAUFFAGE ASSOCIE La présente invention concerne le domaine de la régulation des appareils de chauffage, et porte en particulier sur un procédé de régulation d'un appareil de chauffage comprenant au moins un capteur de CO2 (dioxyde de carbone) et au moins un détecteur d'absence/présence et sur un appareil de chauffage associé. Les appareils de chauffage à effet Joule existants sont généralement capables de détecter la présence d'utilisateur(s) dans la pièce dans laquelle ils sont installés, la détection de présence d'utilisateur(s) étant généralement permise à l'aide d'informations envoyées par un détecteur d'absence/présence, typiquement un détecteur d'absence/présence de type infrarouge. Cette solution est efficace mais peut parfois ne pas détecter efficacement ou subir de fausses détections, comme dans le cas d'une personne présente dans la pièce mais hors du champ de vision du détecteur d'absence/présence. De plus, dans le cas où un obstacle de type meuble est placé devant l'appareil de chauffage, la détection de présence d'utilisateur(s) à l'aide du détecteur d'absence/présence est rendue impossible, le détecteur d'absence/présence étant caché par l'obstacle et ne pouvant ainsi pas détecter la présence du ou des utilisateurs dans la pièce dans laquelle est installé l'appareil de chauffage. La présente invention vise à résoudre les inconvénients de l'état antérieur de la technique, en proposant un procédé de régulation d'un appareil de chauffage comprenant au moins un capteur de CO2 et au moins 3047797 2 un détecteur d'absence/présence, le procédé consistant entre autres à actionner le moyen de chauffage de l'appareil de chauffage lorsqu'au moins un parmi l'au moins un capteur de CO2 et l'au moins un détecteur 5 d'absence/présence détecte une présence d'utilisateur(s), ce qui permet de rendre plus robuste la détection de présence d'utilisateur(s) de l'appareil de chauffage. Il est bien entendu que l'action sur le moyen de chauffage lors d'une détection de présence peut varier : 10 ainsi, si le chauffage fonctionne déjà, ou si celui-ci est coupé parce-que la période de l'année rend inutile le chauffage, la détection de présence ne modifiera pas le fonctionnement du moyen de chauffage entre le moment avant détection et le moment après détection. En revanche, si le 15 chauffage ne fonctionnait pas avant la détection de présence et que le chauffage est requis, la détection d'une présence entraînera la mise en route du moyen de chauffage pour émettre de la chaleur. Dans tous les cas, le module de régulation déterminera l'action à effectuer sur le moyen de 20 chauffage en fonction de consignes/programmes/instructions prédéterminées. La présente invention propose également un appareil de chauffage comprenant un module de régulation configuré pour mettre en oeuvre le procédé de régulation 25 selon la présente invention. La présente invention a donc pour objet un procédé de régulation d'un appareil de chauffage comprenant au moins un capteur de CO2 et au moins un détecteur d'absence/présence, l'appareil de chauffage comprenant en 30 outre un module de régulation et un moyen de chauffage, caractérisé par le fait que le procédé de régulation comprend les étapes suivantes : l'interrogation périodique de l'au moins un capteur de CO2 et de l'au moins un 3047797 3 détecteur d'absence/présence concernant une détection de présence d'utilisateur(s) ; et l'actionnement du moyen de chauffage lorsqu'au moins un parmi l'au moins un capteur de CO2 et l'au moins un détecteur d'absence/présence détecte 5 une présence d'utilisateur(s). Ainsi, l'association d'au moins un détecteur d'absence/présence et d'au moins un capteur de CO2 permet de gagner en robustesse sur la détection de présence d'utilisateur(s). 10 La période d'interrogation de l'au moins un capteur de CO2 et de l'au moins un détecteur d'absence/présence est de préférence comprise entre 10 et 600 secondes. Lorsqu'un obstacle de type meuble est placé 15 devant l'appareil de chauffage de telle sorte que le détecteur d'absence/présence ne peut plus détecter une présence d'utilisateur(s) car l'obstacle obstrue le champ de vision du détecteur d'absence/présence, la mesure du taux de CO2 par l'au moins un capteur de CO2 permet ainsi 20 de détecter une présence d'utilisateur(s). En effet, une augmentation du taux de CO2 permet de détecter une présence d'utilisateur(s) dans la pièce lorsqu'un obstacle est placé devant le détecteur d'absence/présence. Lorsqu'aucun obstacle n'est placé devant le 25 détecteur d'absence/présence, le moyen de chauffage est actionné dès que l'un des deux types de capteur détecte une présence d'utilisateur(s), afin d'améliorer le confort du ou des utilisateurs. Ainsi, lorsqu'au moins un utilisateur est dans le champ de vision du détecteur 30 d'absence/présence, le détecteur d'absence/présence détectera une présence d'utilisateur(s) avant le capteur de CO2, et lorsqu'au moins un utilisateur est présent dans la pièce mais n'est pas dans le champ de vision du détecteur 3047797 4 d'absence/présence, le capteur de CO2 détectera une présence d'utilisateur(s) avant le détecteur d'absence/présence. Lorsqu'aucun des capteurs ne détecte une présence 5 d'utilisateur(s), le moyen de chauffage n'est pas actionné, afin de réaliser une économie d'énergie. En ce qui concerne la détection de présence par l'au moins capteur de CO2, elle peut être assurée par la mesure du taux de CO2 car dès qu'une personne rentre dans 10 une pièce, elle émet du CO2 de manière que sa concentration ne cesse d'augmenter jusqu'à atteindre une stabilisation. Ainsi, on dispose d'une information supplémentaire permettant de fiabiliser la détection obtenue jusqu'à lors par le biais du détecteur d'absence/présence de type 15 capteur de mouvement. Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'au moins un capteur de CO2 détecte une présence d'utilisateur(s) lorsque la vitesse d'augmentation du taux de CO2 mesuré par l'au moins un capteur de CO2 est 20 supérieure à un seuil S1 d'augmentation de taux de CO2. Ainsi, la vitesse d'augmentation du taux de CO2 est utilisée pour détecter la présence d'utilisateur(s) dans la pièce dans laquelle est installé l'appareil de chauffage. 25 Dès que la vitesse d'augmentation du taux de CO2 dépasse le seuil Si, le moyen de chauffage de l'appareil de chauffage est actionné, les valeurs de vitesse d'augmentation du taux de CO2 inférieures à S1 étant des fluctuations de taux de CO2 habituelles de la vie 30 quotidienne. Selon une caractéristique particulière de l'invention, le seuil S1 d'augmentation de taux de CO2 est 3047797 5 compris entre 0,5 et 20 ppm par minute, de préférence égal à 1 ppm par minute. Ainsi, lorsque la vitesse d'augmentation du taux de CO2 est supérieure à 1 ppm par minute, on estime que 5 l'augmentation est suffisamment importante et rapide pour en déduire une détection de présence d'utilisateur(s). Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'au moins un capteur de CO2 détecte une présence d'utilisateur(s) lorsque le taux de CO2 mesuré par 10 l'au moins un capteur de CO2 se stabilise à une valeur supérieure à un seuil S2 de stabilisation de taux de CO2. Ainsi, lorsque la vitesse d'augmentation du taux de CO2 est inférieure au seuil S1 mais que le taux de CO2 se stabilise à une valeur supérieure au seuil S2, on en 15 déduit une détection de présence d'utilisateur(s). Si le taux de CO2 se stabilise à une valeur inférieure au seuil S2, on estime que le taux de CO2 est une valeur habituelle de la vie quotidienne et on ne détecte pas de présence d'utilisateur(s). 20 Tant que la valeur de stabilisation du taux de CO2 est supérieure au seuil S2, le moyen de chauffage est actionné afin de garantir le confort de l'utilisateur. Selon une caractéristique particulière de l'invention, le seuil S2 de stabilisation de taux de CO2 25 est compris entre 200 et 1000 ppm, et est de préférence égal à 800 ppm. Le seuil de 800 ppm est fixé par défaut, mais peut avantageusement être évolutif en fonction des variations observées dans la pièce ou plus généralement le 30 logement dans lequel se situe la pièce. L'évolution du seuil de 800 ppm peut par exemple être la suivante : une moyenne glissante est effectuée sur 20 jours de paliers de stabilisation les plus longs. 3047797 6 Cette moyenne est corrigée par multiplication par un coefficient de sécurité de 3/4 dont est soustrait le taux de CO2 au niveau du plancher, à savoir 350 ppm. La synthèse de la loi est la suivante : 5 3/4 (Moyenne 20 jours) - 350ppm Le seuil affiné selon cette évolution permet une meilleure détection par le capteur de CO2. Ainsi, lorsque la valeur de stabilisation du taux de CO2 est supérieure à 800 ppm, on estime que cette valeur 10 est suffisamment importante pour en déduire une détection de présence d'utilisateur(s). La présente invention a également pour objet un appareil de chauffage comprenant au moins un capteur de CO2 et au moins un détecteur d'absence/présence, l'appareil de 15 chauffage comprenant en outre un moyen de chauffage et un module de régulation, caractérisé par le fait que le module de régulation est configuré pour mettre en oeuvre le procédé décrit ci-dessus. Ainsi, l'association d'au moins un détecteur 20 d'absence/présence et d'au moins un capteur de CO2 permet de rendre la détection de présence d'utilisateur(s) de l'appareil de chauffage plus robuste, le moyen de chauffage étant actionné lorsque l'un des deux types de capteur détecte une présence d'utilisateur(s). 25 Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'au moins un capteur de CO2 est au moins un parmi un capteur de CO2 par infrarouge de type acoustique ou photométrique. Selon une caractéristique particulière de 30 l'invention, l'au moins un détecteur d'absence/présence est au moins un parmi un capteur de mouvement infrarouge, un capteur de mouvement à ultrasons, sonore ou une combinaison de ces capteurs. 3047797 7 Selon une caractéristique particulière de l'invention, le moyen de chauffage est au moins un parmi un corps de chauffe par convection, tel qu'un corps de chauffe en fonte ou en aluminium, et un corps de chauffe par 5 rayonnement, tel qu'un film chauffant collé sur la paroi interne de la façade du radiateur. Selon une première variante de l'invention, le module de régulation est mis en oeuvre de manière analogique. 10 Ainsi, le module de régulation peut être mis en oeuvre par une unité de traitement analogique comprenant des composants électroniques discrets, tels que des résistances, des condensateurs, des inductances, des diodes et/ou des transistors, disposés sur une carte électronique. 15 Selon une seconde variante de l'invention, le module de régulation est mis en oeuvre de manière numérique. Ainsi, le module de régulation peut être mis en oeuvre par un microcontrôleur ou toute autre unité de traitement numérique comprenant au moins l'un parmi un 20 processeur, un microprocesseur, un microcontrôleur, un processeur de signaux numériques (DSP), ou un composant logique programmable de type matrice prédiffusée programmable (FPGA) ou composant à application spécifique (ASIC), et de la mémoire. 25 Selon une autre variante de l'invention, le module de régulation est mis en oeuvre de manière analogique et numérique. Il est à noter que le module de régulation pourrait également être configuré pour réguler la puissance 30 de chauffe du moyen de chauffage en fonction de la température mesurée par une sonde de température de l'appareil de chauffage, sans s'écarter du cadre de la présente invention. 3047797 8 Pour mieux illustrer l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après, à titre illustratif et non limitatif, un mode de réalisation préféré, avec référence aux dessins annexés. 5 Sur ces dessins : - la Figure 1 est un schéma de principe d'un appareil de chauffage selon la présente invention ; et - la Figure 2 est un organigramme illustrant un procédé 10 de régulation de l'appareil de chauffage selon la présente invention. Si l'on se réfère à la Figure 1, on peut voir qu'il y est représenté un appareil de chauffage 1 selon la 15 présente invention. L'appareil de chauffage 1 comprend un capteur de CO2 2 et un détecteur d'absence/présence 3. Il est à noter que l'appareil de chauffage 1 pourrait également comprendre plusieurs capteurs de CO2 2 20 et/ou plusieurs détecteurs d'absence/présence 3, sans s'écarter du cadre de la présente invention. L'appareil de chauffage 1 comprend en outre un module de régulation 4 et un moyen de chauffage 5, le module de régulation 4 étant relié de manière filaire et/ou 25 de manière sans fil au capteur de CO2 2, au détecteur d'absence/présence 3 et au moyen de chauffage 5. Le capteur de CO2 2 est un parmi un capteur de CO2 par infrarouge de type acoustique ou photométrique. Le détecteur d'absence/présence 3 est un parmi un 30 capteur de mouvement infrarouge, un capteur de mouvement ultrasons, sonore ou une combinaison de ces capteurs. Le moyen de chauffage 5 est au moins un parmi un corps de chauffe par convection, tel qu'un corps de chauffe 3047797 9 en fonte, et un corps de chauffe par rayonnement, tel qu'un film chauffant collé sur la paroi interne de la façade du radiateur. Le module de régulation 4 est configuré pour 5 mettre en oeuvre un procédé de régulation de l'appareil de chauffage 1, permettant d'actionner le moyen de chauffage 5 lorsqu'au moins l'un du capteur de CO2 2 et du détecteur d'absence/présence 3 détecte une présence d'utilisateur(s), ledit procédé de régulation étant décrit plus en détail à 10 la Figure 2. Ainsi, l'association du détecteur d'absence/présence 3 et du capteur de CO2 2 permet de rendre la détection de présence d'utilisateur(s) de l'appareil de chauffage 1 plus robuste. 15 Il est à noter que le module de régulation 4 pourrait également être configuré pour réguler la puissance de chauffe du moyen de chauffage 5 en fonction de la température mesurée par une sonde de température (non représentée à la Figure 1) de l'appareil de chauffage 1, 20 sans s'écarter du cadre de la présente invention. Le module de régulation 4 est mis en oeuvre de manière numérique par un microcontrôleur avec de la mémoire. Il est à noter que le module de régulation 4 25 pourrait également être mis en oeuvre de manière numérique par toute autre unité de traitement numérique comprenant au moins l'un parmi un processeur, un microprocesseur, un microcontrôleur, un processeur de signaux numériques (DSP), ou un composant logique programmable de type matrice 30 prédiffusée programmable (FPGA) ou composant à application spécifique (ASIC), et de la mémoire. Il est à noter que le module de régulation 4 pourrait également être mis en oeuvre de manière analogique 3047797 10 par une unité de traitement analogique comprenant des composants électroniques discrets, tels que des résistances, des condensateurs, des inductances, des diodes et/ou des transistors, disposés sur une carte électronique, 5 sans s'écarter du cadre de la présente invention, ou être mis en oeuvre de manière combinée analogique et numérique. Si l'on se réfère à la Figure 2, on peut voir qu'il y est représenté un organigramme illustrant le procédé de régulation de l'appareil de chauffage 1. 10 Le procédé de régulation de l'appareil de chauffage 1 comprend les étapes suivantes : - l'interrogation périodique 100 du capteur de CO2 2 et du détecteur d'absence/présence 3 de l'appareil de chauffage 1, concernant une détection de présence 15 d'utilisateur(s) ; et - l'actionnement 200 du moyen de chauffage 5 de l'appareil de chauffage 1 lorsqu'au moins un parmi le capteur de CO2 2 et le détecteur d'absence/présence 3 détecte une présence d'utilisateur(s). 20 Ainsi, la détection de présence d'utilisateur(s) est rendue plus robuste. La période d'interrogation du capteur de CO2 2 et du détecteur d'absence/présence 3 est de préférence comprise entre 10 et 600 secondes. 25 Ainsi, lorsqu'un obstacle tel qu'un meuble est placé devant le détecteur d'absence/présence 3 de l'appareil de chauffage 1 de telle sorte que le détecteur d'absence/présence 3 ne peut plus détecter une présence d'utilisateur(s), la mesure du taux de CO2 par le capteur 30 de CO2 2 permet de détecter une présence d'utilisateur(s). En effet, une augmentation du taux de CO2 permet de détecter une présence d'utilisateur(s) dans la pièce dans laquelle l'appareil de chauffage 1 est installé. 3047797 11 Lorsqu'aucun obstacle n'est placé devant le détecteur d'absence/présence 3, le moyen de chauffage 5 est actionné dès que l'un des deux types de capteur 2 et 3 détecte une présence d'utilisateur(s), afin d'améliorer le 5 confort du ou des utilisateurs présents dans la pièce. Ainsi, lorsqu'au moins un utilisateur est dans le champ de vision du détecteur d'absence/présence 3, le détecteur d'absence/présence 3 détectera une présence d'utilisateur(s) avant le capteur de CO2 2, tandis que 10 lorsqu'au moins un utilisateur est présent dans la pièce mais n'est pas dans le champ de vision du détecteur d'absence/présence 3, le capteur de CO2 2 détectera une présence d'utilisateur(s) avant le détecteur d'absence/présence 3. 15 La détection de présence par le capteur de CO2 2 est assurée par la mesure du taux de CO2. En effet, dès qu'une personne rentre dans une pièce, elle émet du CO2 de manière que sa concentration ne cesse d'augmenter jusqu'à atteindre une stabilisation. Ainsi, on dispose d'une 20 information supplémentaire permettant de fiabiliser la détection obtenue jusqu'à lors par le biais du détecteur d'absence/présence 3 de type capteur de mouvement. Le capteur de CO2 2 détecte une présence d'utilisateur(s) lorsque la vitesse d'augmentation du taux 25 de CO2 mesuré par le capteur de CO2 2 est supérieure à un seuil S1 d'augmentation de taux de CO2. Dès que la vitesse d'augmentation du taux de CO2 dépasse le seuil S1, le module de régulation 4 actionne le moyen de chauffage 5 de l'appareil de chauffage 1, les 30 valeurs de vitesse d'augmentation du taux de CO2 inférieures à S1 étant des fluctuations de taux de CO2 habituelles de la vie quotidienne. 3047797 12 Le seuil S1 d'augmentation de taux de CO2 est de préférence égal à 1 ppm par minute. Ainsi, lorsque la vitesse d'augmentation du taux de CO2 est supérieure à 1 ppm par minute, on estime que 5 l'augmentation est suffisamment importante et rapide pour en déduire une détection de présence d'utilisateur(s). Il est à noter que le seuil S1 pourrait également être compris entre 0,5 et 20 ppm par minute, sans s'écarter du cadre de la présente invention. 10 Le capteur de CO2 2 détecte également une présence d'utilisateur(s) lorsque le taux de CO2 mesuré par le capteur de CO2 2 se stabilise à une valeur supérieure à un seuil S2 de stabilisation de taux de CO2. Ainsi, lorsque la vitesse d'augmentation du taux 15 de CO2 est inférieure au seuil S1 mais que le taux de CO2 se stabilise à une valeur supérieure au seuil S2, on en déduit une détection de présence d'utilisateur(s). Si le taux de CO2 se stabilise à une valeur inférieure au seuil S2, on estime que le taux de CO2 est 20 une valeur habituelle de la vie quotidienne et on ne détecte pas de présence d'utilisateur(s). Tant que la valeur de stabilisation du taux de CO2 est supérieure au seuil S2, le module de régulation 4 actionne le moyen de chauffage 5 afin de garantir le 25 confort de l'utilisateur. Le seuil S2 de stabilisation de taux de CO2 est de préférence égal à 800 ppm. Ainsi, lorsque la valeur de stabilisation du taux de CO2 est supérieure à 800 ppm, on estime que cette valeur 30 est suffisamment importante pour en déduire une détection de présence d'utilisateur(s). 3047797 13 Il est à noter que le seuil S2 pourrait également être compris entre 200 et 1000 ppm, en fonction de la loi choisie, sans s'écarter du cadre de la présente invention. La détection de présence d'utilisateur(s) par 5 stabilisation du taux de CO2 est de préférence déterminée après stabilisation du taux de CO2 pendant 10 périodes d'interrogation, de préférence sur une période d'environ 10 min. REVENDICATIONS1 - Procédé de régulation d'un appareil de chauffage (1) comprenant au moins un capteur de CO2 (2) et au moins un détecteur d'absence/présence (3), l'appareil de chauffage (1) comprenant en outre un module de régulation (4) et un moyen de chauffage (5), caractérisé par le fait que le procédé de régulation comprend les étapes suivantes : - l'interrogation périodique (100) de l'au moins un capteur de CO2 (2) et de l'au moins un détecteur d'absence/présence (3) concernant une détection de présence d'utilisateur(s) ; et - l'actionnement (200) du moyen de chauffage (5) lorsqu'au moins un parmi l'au moins un capteur de CO2 (2) et l'au moins un détecteur d'absence/présence (3) détecte une présence d'utilisateur(s). 2 - Procédé de régulation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'au moins un capteur de CO2 (2) détecte une présence d'utilisateur(s) lorsque la vitesse d'augmentation du taux de CO2 mesuré par l'au moins un capteur de CO2 (2) est supérieure à un seuil S1 d'augmentation de taux de CO2. 3 - Procédé de régulation selon la revendication 25 2, caractérisé par le fait que le seuil S1 d'augmentation de taux de CO2 est compris entre 0,5 et 20 ppm par minute, de préférence égal à 1 ppm par minute. 4 - Procédé de régulation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'au 30 moins un capteur de CO2 (2) détecte une présence d'utilisateur(s) lorsque le taux de CO2 mesuré par l'au moins un capteur de CO2 (2) se stabilise à une valeur supérieure à un seuil S2 de stabilisation de taux de CO2. 3047797 15 5 - Procédé de régulation selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le seuil S2 de stabilisation de taux de CO2 est compris entre 200 et 1000 ppm, et est de préférence égal à 800ppm. 5 6 - Appareil de chauffage (1) comprenant au moins un capteur de CO2 (2) et au moins un détecteur d'absence/présence (3), l'appareil de chauffage (1) comprenant en outre un moyen de chauffage (5) et un module de régulation (4), caractérisé par le fait que le module de 10 régulation (4) est configuré pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 5. 7 - Appareil de chauffage (1) selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'au moins un capteur de CO2 (2) est au moins un parmi un capteur de CO2 15 par infrarouge de type acoustique ou photométrique. 8 - Appareil de chauffage (1) selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé par le fait que l'au moins un détecteur d'absence/présence (3) est au moins un parmi un capteur de mouvement infrarouge, un 20 capteur de mouvement à ultrasons, sonore ou une combinaison de ces capteurs. 9 - Appareil de chauffage (1) selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que le moyen de chauffage (5) est au moins un parmi un corps de chauffe 25 par convection et un corps de chauffe par rayonnement. 10 - Appareil de chauffage selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé par le fait que le module de régulation (4) est mis en oeuvre de manière analogique. 11 - Appareil de chauffage selon l'une des 30 revendications 6 à 9, caractérisé par le fait que le module de régulation (4) est mis en oeuvre de manière numérique.