Brevet FR3096762A1 — publié le 20201204

Description Titre de l'invention : Dispositif de commande prévisionnelle d'appareils d'un habitat ou d'un bâtiment, pour réaliser des économies d'énergie, et obtenir un confort optimum en température, humidité, pollution et pollen. [0001] La présente invention concerne un dispositif pour commander de façon prévi- sionnelle et optimum différents appareils d'un habitat ou d'un bâtiment, tels que : Ventilation Mécanique Contrôlée, store roulant , climatisation et dispositif de chauffage. [0002] La commande de ces appareils est traditionnellement réalisée à l'aide de mesure de température intérieure et extérieure, parfois en mesurant l'humidité intérieure, mais sans mesurer l'humidité extérieure. Les niveaux de pollution et de pollen ne sont pas pris en considération. De plus ces commandes traditionnelles ne prennent pas en compte, ni anticipent les prévisions des jours à venir. Il en découle un asservissement non optimum : ni en température, ni en humidité, ni en économie d'énergie, ni en pollution, ni en pollen. Ces pilotages de VMC ont des temps d'activation trop important et à des moments non opportuns, ce qui génèrent des pertes d'énergie inutiles (en chauffage ou en climatisation). Ils ne permettent pas de réguler finement l'humidité intérieure et parfois génèrent un air intérieur trop sec. Ils font parfois rentrer dans le logement de l'air plus humide qu'à l'intérieur, même si ce n'est pas nécessaire. Ces systèmes ne permettent pas de savoir si l'air extérieur va humidifier ou déshumidifier l'air intérieur, suivant ce qui est voulu. L'air extérieur qui peut être chargé en pollution ou en pollen, peut rentrer clans le logement. [0003] Les systèmes de commandes actuels ne prennent pas en compte les différents coûts de l'électricité suivant les plages horaires. Car ces coûts et horaires ne sont pas programmés dans ces systèmes. En effet les commandes récupèrent l'information en instantané, si le réseau est en heure pleine ou creuse, mais ne l'anticipent pas. Ainsi ces commandes, ne peuvent pas anticiper ou retarder, ni le chauffage ni la climatisation. Donc ils ne peuvent pas anticiper en optimum économique, des plages horaires les moins chères. [0004] Les VMC double flux et par insufflation actuelles, ont une seule bouche d'aspiration d'air, qui peut être trop chaude ou trop froide, suivant son placement. [0005] Lc dispositif selon l'invention permet de remédier aux inconvénients précédents. En récupérant les prévisions de température et d'humidité, le logiciel de la commande peut ainsi déduire le meilleur moment pour activer les différents appareils. Cela permet ainsi de réchauffer ou de rafraîchir le logement, ou de limiter les pertes. En effet l'ensemble des paramètres actuels et prévisionnels sont pris en compte. Le dispositif 2 attend si possible, les moments les plus optimums pour activer les différents éléments. Cela permet donc de réaliser des économies d'énergies ( de chauffage et de climatisation ) et de fortement améliorer le confort avec une atmosphère intérieure mieux régulée en température et en humidité, et aussi évite des entrées d'air trop chaud ou trop froid. Il permet d'éviter l'utilisation de déshumidificateur ou d'humidificateur. Il permet de réduire le niveau de pollution intérieur, en limitant l'entrée de pollution et de pollen. L'activation de la VMC attend les moments les moins pollués, sinon limite son activation sur les moments de pics de pollution. Le dispositif permet de mémoriser les coûts d'électricité sur les différentes plages horaires, afin de piloter selon un optimum économique. [0006] Un sous-système permet de sélectionner une aspiration d'air extérieur chaud ou d'air frais, pour améliorer le confort et réaliser des économies. [0007] Les dessins annexés illustrent l'invention : [0008] La figure [fig.1] représente le dispositif de l'invention lorsque la VMC est en double flux. [0009] La figure [fig.2] représente le dispositif de l'invention lorsque la VMC est en in- sufflation. [0010] La figure [fig.3] représente le dispositif de l'invention lorsque la VMC est en simple flux. [0011] En référence à ces dessins, le dispositif comporte un dispositif de commande ( 1 ), qui récupère sur internet les caractéristiques de l'atmosphère extérieure sur la localité du logement. Ces données peuvent être multiples : température, humidité, vent, pluie, ensoleillement, pollution ou niveau de pollen. Ces données sont des valeurs actuelles au moment de la requête, et aussi des données prévisionnelles, d'évolutions estimées sur les heures et les jours à venir. Pour cela, le dispositif de commande ( 1 ) passe par un relai internet ( 2 ) qui peut être une box internet ou un relai GSM, afin de consulter un ou plusieurs sites sur internet : web météo ( 3 ), web pollution ( 4 ), web pollen ( 5 ). Ces données vont servir à définir les seuils d'activation dans le futur des différents équipements, afin d'obtenir des conditions optimums de confort en température, humidité, pollution, pollen et aussi économie. [0012] Le dispositif de commande ( 1 ) mesure les températures et les humidités, à l'intérieur avec au moins un premier capteur ( 6 ), et à l'extérieur avec au moins un deuxième capteur ( 7 ). Pour plus de précision, le deuxième capteur ( 7 ) pourra être mis en entrée d'une bouche d'aspiration d'air extérieur ( 8 ), sinon au plus proche possible de la bouche ( 8) à l'extérieur. Le paramétrage du système, son activation et la consultation des valeurs mesurées, se fait, soit directement sur le dispositif de commande ( 1 ), ou sur un écran déporté type PC ou smartphone ( 9 ). Pour un confort optimum, le système permet un paramétrage des températures et humidités intérieures, 3 voulues en consigne suivant des créneaux horaires. [0013] Les différents éléments comme : les capteurs, le dispositif de commande ( 1 ), le rclai vers interna ( 2 ) ou le smartphonc ( 9 ), peuvent être reliés en filaire , par mode radio ou par courant porteur. Pour simplifier les dessins, les branchements ne sont pas décrits. [0014] En cas de difficultés d'accès à internet ou par choix, une version plus simple mais moins efficiente du dispositif, peut être implémentée. Elle consiste à remplacer les données prévisionnelles d' internet, par un enregistrement du profil en cours. Dans cc cas, le dispositif de commande ( 1 ) enregistre sur une journée l'évolution en température et humidité de l'atmosphère extérieure. Le dispositif de commande définie par la suite, le mode de pilotage adapté pour le lendemain. [0015] Le dispositif de commande ( 1 ) peut mémoriser les coûts d'énergie électrique par plages horaires. Suivant la température de consigne voulue par plages horaires, et suivant la température mesurée par au moins le premier capteur intérieur ( 6 ), le dispositif de commande ( 1 ) anticipe ou retarde les consommations électriques des dispositifs à piloter, comme un chauffage ( 13 ) et une climatisation ( 14 ). Le dispositif de commande ( 1 ) calcule par anticipation un optimum économique, en profitant au maximum des horaires les moins chers. [0016] Le dispositif de commande ( 1 ) peut piloter différents type de VMC : VMC double flux ( 10 ), VMC par insufflation ( 1 1 ) ou VMC simple flux ( 12 ). Suivant les températures actuelles et prévisionnelles (de consigne, intérieure, extérieure), le dispositif de commande ( 1 ), peut activer la VMC pour réchauffer ou rafraichir le local, sinon limiter son activation au juste nécessaire et au meilleur moment. Cette récupération d'énergie extérieure (chaude ou fraiche), permet ainsi de réaliser des économies d'énergie de chauffage et de climatisation. La commande ( 1 ), peut aussi activer le bypass de la VMC pour plus réchauffer ou plus rafraichir. Sinon désactiver le bypass, afin de limiter la perte d'énergie, ou d'éviter de trop chauffer. Suivant les humidités actuelles et prévisionnelles (de consigne, intérieure, extérieur), le dispositif de commande ( 1 ), peut activer la VMC pour déshumidifier ou humidifier le logement, sinon limiter son activation au juste nécessaire et au meilleur moment. Lorsque c'est possible, le dispositif de commande ( 1 ) peut accélérer les modes précédemment décrits, en activant la grande vitesse de la VMC. [0017] Le dispositif permet de réduire le niveau de pollution intérieur en limitant l'entrée de pollution et de pollen. Le dispositif de commande ( 1 ) attend les moments les moins pollués pour activer la VMC. Sinon il limite son activation, lors des pics de pollution ou de pollen. [0018] Pour un pilotage encore plus précis et plus économe, le dispositif de commande ( 1 ) peut donner des valeurs de consigne au dispositif de chauffage ( 13 ) et à la clima- tisation ( 14 ). [0019] Le dispositif de commande ( 1 ) peut piloter un volet roulant ( 15 ). En fermant ou en ouvrant le volet roulant ( 15 ). Ou en le plaçant à une position voulue. Le but est de réchauffer le logement, ou au contraire d'éviter son réchauffement [0020] Pour améliorer la précision et réaliser des économies supplémentaires, un ap- prentissage du profil thermique de l'habitat ou du bâtiment (inertie et isolation thermique), peut être calculé par le dispositif de commande ( 1 ), et la prise en compte des différentes mesures thermiques. De même, il peut être aussi réalisé un apprentissage des profils thermiques des moyens de chauffage ( 13 ) et de climatisation ( 14 ) (inertie et puissance thermique), unc fois intégrés à l'habitat ou au bâtiment. Son calcul est réalisé par le dispositif de commande ( 1 ), et la prise en compte des différentes mesures thermiques et des temps d'activation des équipements. [0021] Dans la forme de sa réalisation selon les figures [fig.1] et [Fig. 2], le dispositif de commande ( 1 ) mesure les températures et les humidités, sur le deuxième capteur ( 7 ) côté ensoleillé et sur un troisième capteur ( 16 ) côté ombragé. Et suivant le besoin, la commande ( 1 ) sélectionne l'air le plus adapté pour réchauffer ou rafraichir l'air intérieur, en activant un commutateur ( ), soit pour aspirer l'air sur la face en- soleillée par la bouche d'aspiration ( 8 ), ou soit sur la face ombragée par unc bouche d'aspiration ( 17 ). L'optimum économique et de confort, est ainsi atteint. [0022] Optionnellement, il peut être rajouté un panneau solaire ( 19 ) pour réchauffer l'air avant son entrée dans la bouche d'aspiration d'air ( 8 ). En référence à ces dessins, le dispositif peut comporter des éléments optionnels afin d'améliorer la précision du système, et d'augmenter encore le confort et les économies d'énergies : Mesure de la pollution intérieure avec un quatrième capteur ( 20 ) / Mesure de l'ensoleillement extérieur avec un cinquième capteur ( 21 ) / Eviter la remontée d'air lorsque la VMC est à l'arrêt, par un clapet anti retour d'air ( 22 ), pour éviter la perturbation des mesures des deuxième ( 7 ) et troisième ( 16 ) capteurs, et aussi pour limiter la perte d'énergie / Mesure de la température et humidité de l'air insufflé dans le logement avec un sixième capteur ( 23 ) / Mesure de la pollution extérieure avec un septième capteur ( 24 ). [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] REVENDICATIONSDispositif de commande prévisionnelle d'appareils d'un habitat ou d'un bâtiment, caractérisé en ce qu'il récupère sur internet, les caractéristiques de l'atmosphère extérieure sur la localité du logement. Les données peuvent être multiples : température, humidité, vent, pluie, ensoleillement, pollution ou niveau de pollen. Ces données sont des valeurs actuelles au moment de la requête, et aussi des données prévisionnelles, d'évolutions estimées sur les heures et les jours à venir. Pour cela, un dispositif de commande ( 1 ) passe par un relai internet ( 2 ) qui peut être une box internet ou un relai GSM, afin de consulter un ou plusieurs sites sur internet : web météo ( 3 ), web pollution ( 4 ), web pollen ( 5 ). Le dispositif de commande ( 1 ) mesure les températures et les humidités, à l'intérieur avec au moins un premier capteur ( 6 ), et à l'extérieur avec au moins un deuxième capteur ( 7 ). Pour plus de précision, le deuxième capteur ( 7 ) pourra être mis en entrée d'une bouche d'aspiration d'air extérieur ( 8 ), sinon au plus proche possible de la bouche ( 8 ) à l'extérieur. Le paramétrage du système, son activation et la consultation des valeurs mesurées, se fait, soit directement sur le dispositif de commande ( 1 ), ou sur un écran déporté type PC ou smartphone ( 9 ). Les différents éléments comme : les capteurs, le dispositif de commande ( 1 ), le relai vers internet ( 2 ) ou le smartphone ( 9 ), peuvent être reliés en filaire, par mode radio ou par courant porteur. Dispositif de commande prévisionnelle selon la revendication 1, caractérisé par le manque de connexion internet. Pour y pallier le dispositif de commande ( 1 ), enregistre sur une journée l'évolution en température et humidité de l'atmosphère à l'intérieur avec au moins le premier capteur ( 6 ), et à l'extérieur avec au moins le deuxième capteur ( 7 ). En se basant sur les enregistrements de la journée précédente, le dispositif de commande ( 1 ) défini, le mode de pilotage adapté des équipements, pour la journée en cours. Cette version du dispositif de commande peut donc être installée, sans le relai vers internet ( 2 ), et sans la consultation des sites web Dispositif de commande prévisionnelle selon les revendications 1 ou 2 , caractérisé en ce qu'il calcule un optimum de consommation électrique. Le dispositif de commande ( 1 ) mémorise les coûts d'énergie électrique par plages horaires. Suivant la température de consigne voulue par 6 [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8] plages horaires, et suivant la température mesurée par au moins le premier capteur intérieur ( 6 ), le dispositif de commande ( 1 ) anticipe ou retarde les consommations électriques des dispositifs à piloter, comme un chauffage ( 13 ) ou une climatisation ( 14 ). Le dispositif de commande ( 1 ) calcule par anticipation un optimum économique, en profitant au maximum des horaires les moins chers. Cette version du dispositif peut bénéficier de la connexion internet, ou pas. Cette version du dispositif peut bénéficier du deuxième capteur ( 7 ), ou pas. Dispositif selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par la commutation pour l'aspiration d'air extérieur côté chaud ou côté froid. Le dispositif de commande ( 1 ) mesure les températures et les humidités, sur le deuxième capteur ( 7 ) coté ensoleillé et sur un troisième capteur ( 16 ) côté ombragé. Et suivant le besoin, la commande ( 1 ) sélectionne l'air le plus adapté pour réchauffer ou rafraichir l'air intérieur, en activant un commutateur ( 18 ), soit pour aspirer l'air sur la face ensoleillée par la bouche d'aspiration ( 8 ), ou soit sur la face ombragée par une bouche d'aspiration ( 17 ). Cette version du dispositif peut bénéficier de la connexion internet, ou pas. Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 ou 4 caractérisé en ce qu'il comporte au moins une des options suivantes : Mesure de la pollution intérieure avec un quatrième capteur ( 20) ; Mesure de l'ensoleillement extérieur avec un cinquième capteur ( 21 ) ; Eviter la remontée d'air lorsque la VMC est à l'arrêt par un clapet anti retour d'air ( 22) ; Mesure de la température et humidité de l'air insufflé dans le logement par un sixième capteur ( 23) ; ou Mesure de la pollution extérieure avec un septième capteur ( 24 ). Dispositif selon les revendications 1, 2, 3, 4 ou 5 caractérisé en ce que le dispositif de commande ( 1 ) pilote une VMC double flux ( 10 ). En attendant le meilleur moment, pour l'activer ou la désactiver. Et suivant des conditions optimums, en activant ou désactivant, soit son bypass ou soit sa grande vitesse. Dispositif selon les revendications 1, 2, 3, 4 ou 5 caractérisé en ce que le dispositif de commande ( 1 ) pilote une VMC par insufflation ( 11 ). En attendant le meilleur moment, pour l'activer ou la désactiver. Et suivant des conditions optimums, en activant ou désactivant sa grande vitesse. Dispositif selon les revendications 6 ou 7 caractérisé par la mise en place d'un panneau solaire ( 19 ) qui réchauffe l'air extérieur, avant de passer par la bouche d'aspiration ( 8 ) 7 [Revendication 9] Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 ou 5 caractérisé en ce que le dispositif de commande ( 1 ) pilote une VMC simple flux ( 12 ). En attendant le meilleur moment, pour l'activer ou la désactiver. Et suivant des conditions optimums, en activant ou désactivant sa grande vitesse. [Revendication 10] Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 ou 5 caractérisé en ce que le dispositif de commande ( 1 ) pilote un dispositif de chauffage ( 13 ). En attendant le meilleur moment, pour l'activer ou la désactiver. Et optionnellement, en lui donnant une valeur de consigne. [Revendication 11] Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 ou 5 caractérisé en ce que le dispositif de commande ( 1 ) pilote une climatisation ( 14 ). En attendant le meilleur moment, pour l'activer ou la désactiver. Et optionnellement, en lui donnant une valeur de consigne. [Revendication 12] Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 ou 5 caractérisé en ce que le dispositif de commande ( 1 ) pilote un volet roulant ( 15 ). En fermant ou en ouvrant le volet roulant ( 15 ). Ou en le plaçant à une position voulue. [Revendication 13] Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par l'apprentissage du profil thermique de l'habitat ou du bâtiment (inertie et isolation thermique), par le calcul du dispositif de commande ( 1 ), et la prise en compte des différentes mesures thermiques. [Revendication 14] Dispositif selon les revendications 10 ou 11, caractérisé par l'apprentissage des profils thermiques des moyens de chauffage ( 13 ) et de climatisation ( 14 ) (inertie et puissance thermique), une fois intégrés à l'habitat ou au bâtiment. Son calcul est réalisé par le dispositif de commande ( 1 ), et la prise en compte des différentes mesures thermiques et des temps d'activation des équipements.