BE1026828B1 - Système de surveillance des performances et de prédiction de panne d'une chaudière - Google Patents

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Abstract

Système (1) de surveillance des performances et d'anticipation de panne d'une chaudière (10), comprenant un dispositif (20) doté d'un ensemble de capteurs, comprenant au moins l'un d'une première paire de capteurs de température, un premier capteur de température (21) pour une entrée de circuit de chauffage central (CCC) (12) et un deuxième capteur de température (22) pour une sortie de CCC (13), d'une deuxième paire de capteurs de température, un troisième capteur de température (23) pour une entrée d'eau chaude sanitaire (ECS) (14) et un quatrième capteur de température (24) pour une sortie d'ECS (15), ainsi qu'un cinquième capteur de température (25) pour une sortie d'évacuation des fumées (11), un accéléromètre (26) pour ladite entrée de CCC, et un module de transmission (28) pour envoyer des données à une unité de commande (30), configurée pour recevoir et analyser des données pour déterminer des anomalies de composants de la chaudière.

Description

Système de surveillance des performances et de prédiction de panne d'une chaudière
Domaine de l'invention
La présente invention concerne un système de surveillance des performances et de prédiction de panne d'une chaudière. L'invention concerne également un procédé correspondant à utiliser dans ce système.
Arrière-plan de l'invention
Les chaudières occupent une place centrale dans les systèmes de chauffage central d'immeubles et de maisons. Dans de nombreux pays, le chauffage et l'eau chaude sanitaire (ECS) sont tous les deux générés à l'aide de la chaleur produite par une seule chaudière. Dans la partie flamande de la Belgique, 67 % des ménages produisent l'ECS avec une chaudière connectée au système de chauffage central (Enquête Eurostatenquete_samenvatting, récupérée le 25 septembre 2018, sur la page https://www.energiesparen.be/marktonderzoedk).
Sur un marché traditionnel, le propriétaire d'une maison est également le propriétaire de la chaudière de la maison. Sur ce type de marché, un propriétaire dont la chaudière a besoin d'être réparée fera appel aux services d'une société d'entretien de chaudières et payera selon le service fourni, ce qui signifie que la majorité des services fournis sont des services ad hoc. Du fait que la réparation d'une chaudière coûte beaucoup moins cher que d'en installer une nouvelle, de nombreux propriétaires de chaudières préfèrent faire réparer leur chaudière jusqu'à ce que le remplacement devienne la meilleure option sur le plan économique. En conséquence, un marché de chaudières traditionnel sera caractérisé par le fait qu'un groupe important de chaudières sera constitué d'assez vieilles chaudières. Dans le cas spécifique de la Belgique, qui, en 2018, peut être identifiée comme étant un tel marché
BE2019/5870 traditionnel, on suppose que 30 % des chaudières installées ont plus de 15 ans. Selon la loi belge, chaque chaudière doit être entretenue régulièrement (par exemple tous les ans ou tous les deux ans) par un professionnel enregistré et homologué. La plupart des professionnels sont des indépendants ou des PME.
Les marchés des chaudières dans les pays d'Europe de l'ouest sont caractérisés par toute une variété de modèles de marchés. Il y a une tendance émergente selon laquelle des tiers deviennent propriétaires d'un parc de chaudières et en prennent le contrôle, en proposant une gamme de services à leurs clients, qui sont les utilisateurs de chaudières individuels. Dans différents pays, une consolidation du marché a lieu avec des fournisseurs d'énergie et des compagnies d'assurance qui entrent sur le marché des chaudières dans ce rôle de propriétaires tiers, ces premiers dans le cadre d'une stratégie consistant à proposer une solution énergétique totale à des clients, incluant l'entretien des équipements de chauffage de leurs domiciles.
Le fait que les prestataires d'assurance entrent sur le marché peut être vu comme une partie d'une plus grande transition globale entre le simple fait de fournir une compensation financière en cas de dommages et le fait d'empêcher en premier lieu la survenue de dommages. A titre d'exemple de cette transition, on peut citer le développement, par des compagnies liées à l'assurance, de systèmes dans lesquels des capteurs et des dispositifs tels que des caméras sont installés dans la maison, et sont connectés à un téléphone intelligent ou à un autre dispositif personnel du propriétaire de la maison. Les capteurs et caméras sont capables de détecter des mouvements, de la fumée des fuites d'eau à un stade précoce, la présence d'intrus, des fenêtres ou des portes ouvertes, et analogue.
BE2019/5870
Pour entrer sur le marché des chaudières, les tiers tels que les fournisseurs d'énergie et les compagnies d'assurance créent leur propre réseau local de techniciens qualifiés, tels que des électriciens ou des plombiers, ou collaborent avec un réseau déjà existant.
Une variante de ce modèle économique est basée sur la mutualisation des risques financiers, le client payant des frais d'abonnement (par exemple mensuels), couvrant les coûts d'entretien et de réparation. Dans la variante la plus populaire de ce modèle, ces frais d'abonnement couvrent également l'achat et l'installation d'une chaudière. En conséquence, le client paie pour un service, à savoir l'utilisation continue d'une chaudière, en laissant toutes les préoccupations techniques et d'entretien audit tiers, qui a acheté et installé la chaudière dans les locaux du client.
A ce jour, les propriétaires de chaudières ou les prestataires de services relatifs aux chaudières sont confrontés au problème selon lequel, à chaque fois qu'il se produit une panne de chaudière, il n'est fait appel à une assistance technique qu'après la détection de la panne. Souvent, une panne de chaudière n'est détectée que lorsque les résidents remarquent une diminution de la température d'une pièce ou de la température de l'ECS. Du temps précieux est ainsi perdu pour demander une assistance, ce qui peut avoir pour conséquence des effets allant d'une simple gêne à de potentiels préjudices pour les personnes vivant dans l'immeuble qui est chauffé par la chaudière, ainsi que pour les biens qui y sont entreposés. Il convient donc de noter que des dommages occasionnés par une chaudière qui fonctionne mal peuvent conduire à des demandes de dédommagement. De tels événements ne doivent pas être sous-estimés car le risque de panne d'une chaudière peut être estimé à environ 10 %, ce qui
BE2019/5870 signifie que, chaque année, environ 10 % de toutes les chaudières installées vont subir une panne.
En outre, les prestataires de services relatifs aux chaudières ont remarqué que les clients qui ont souscrit un abonnement à un service, par exemple avec des frais d'abonnement mensuels, ont tendance à contacter le prestataire de services pour des problèmes mineurs qui peuvent aisément être résolus par le client lui-même ou qui peuvent même être le résultat d'une action de celui-ci. Par exemple, le client peut avoir oublié qu'il a ouvert une fenêtre quelque part dans le bâtiment, remarquer ensuite une chute de température dans une pièce et demander de l'aide au prestataire de services. N'ayant pas la capacité de surveiller à distance les performances du système de chauffage du client, le fournisseur n'aura pas d'autre choix que de planifier une intervention technique, typiquement sur site. Ces interventions techniques non nécessaires affecteront évidemment la rentabilité du prestataire de services.
Il ressort clairement de ce qui précède que la capacité à surveiller les performances d'une chaudière permet aux prestataires de services d'offrir une assistance client à distance et également de tenir les propriétaires de chaudières informés de l'état de leur dispositif. En outre, la capacité de prédire et d'anticiper une panne de chaudière imminente permet aux propriétaires de chaudières de demander ou aux prestataires de services de fournir une assistance en temps voulu, ce qui évite les inconvénients d'une panne ou d'une défaillance de la chaudière.
Des dispositifs et systèmes de surveillance de chaudières ont déjà été proposés.
Le document CN 201177381 propose un dispositif d'acquisition de données permettant d'évaluer la fiabilité de fonctionnement
BE2019/5870 d'une chaudière ainsi qu'un système de surveillance de celleci. A ce titre, il est introduit dans la chaudière toute une variété de capteurs, dont les données collectées sont utilisées pour fournir une meilleure analyse de sécurité et ainsi décider si la chaudière fonctionne de manière sûre. Le dispositif ne fournit pas d'évaluation des performances de la chaudière et ne peut pas prédire la survenue d'une éventuelle panne à venir de la chaudière.
Il existe donc un besoin concernant un système de surveillance de chaudière destiné à surveiller les performances d'une chaudière en fonctionnement et à prédire une défaillance à venir de la chaudière. En outre, il existe un besoin de pouvoir installer un système de surveillance de chaudière sur une pluralité de chaudières déjà en fonctionnement, bien que ces chaudières puissent ne pas être de même âge, marque, taille, conception et analogue. En vue d'installer un tel système sur une pluralité de chaudières, et pour des raisons économiques, il existe également un besoin de disposer d'un système de surveillance de chaudière qui soit constitué de composants non onéreux.
Résumé de l'invention
Selon un aspect de la présente invention, il est mis à disposition un système permettant la surveillance des performances d'une chaudière et l'anticipation d'une panne de la chaudière, ledit système comprenant :
- un dispositif doté d'un ensemble de capteurs, comprenant au moins l'un de :
o une première paire de capteurs de température, comprenant un premier capteur de température, destiné à être appliqué à une entrée de circuit de chauffage central (CCC) de ladite chaudière, et un
BE2019/5870 deuxième capteur de température, destiné à être appliqué à une sortie de CCC de ladite chaudière ;
o une deuxième paire de capteurs de température, comprenant un troisième capteur de température, destiné à être appliqué à une entrée d'eau chaude sanitaire (ECS) de ladite chaudière, et un quatrième capteur de température, destiné à être appliqué à une sortie d'ECS de ladite chaudière ;
ledit dispositif doté d'un ensemble de capteurs comprenant en outre :
o un cinquième capteur de température, destiné à être appliqué à une sortie d'évacuation des fumées de ladite chaudière ;
o un accéléromètre destiné à être appliqué à ladite entrée de CCC de ladite chaudière ou à ladite entrée d'ECS de ladite chaudière ; et
- un module de transmission qui est configuré pour envoyer des données représentant des mesures prises par ledit ensemble de capteurs à une unité de commande, et
- l'unité de commande qui est configurée pour recevoir et analyser lesdites données pour déterminer des anomalies de composants de la chaudière.
Un avantage des formes de réalisation de la présente invention réside dans le fait que les performances d'une chaudière en fonctionnement peuvent être surveillées en continu. Un autre avantage réside dans le fait que les combinaisons de capteurs décrites ci-dessus permettent d'anticiper des défaillances à venir d'une chaudière, ces défaillances pouvant avoir plusieurs causes pour origine. En outre, il s'est avéré que des combinaisons de capteurs telles que décrites ci-dessus permettent d'anticiper de telles défaillances de chaudières,
BE2019/5870 que la chaudière produise à la fois l'ECS et le chauffage central ou bien seulement l'un d'eux. Encore plus, l'ensemble de capteurs permet de prédire une défaillance d'une chaudière, quels que soient l'âge, la marque, la puissance ainsi que la conception du système de plomberie dont la chaudière fait partie. En conséquence, des gestionnaires de biens immobiliers ou des compagnies d'entretien de chaudières peuvent installer le système de surveillance des performances et de prédiction de panne d'une chaudière sur des circuits existants et ainsi moderniser des systèmes de plomberie existants. Un autre avantage réside dans le fait que lesdits capteurs sont des composants peu onéreux, rendant économiquement faisable d'équiper un large parc de chaudières avec ledit système de surveillance.
Dans une forme de réalisation du système selon la présente invention, ledit accéléromètre est appliqué à ladite entrée de CCC de ladite chaudière à la condition que ledit dispositif doté d'un ensemble de capteurs comprenne ladite première paire de capteurs de température.
Un avantage de cette forme de réalisation réside dans le fait que l'accéléromètre est appliqué sur l'entrée de CCC de la chaudière, dans le cas où la chaudière est connectée à un circuit de chauffage central. Pour les autres cas, par exemple lorsque la chaudière ne fournit que de l'eau chaude sanitaire, l'accéléromètre sera appliqué à l'entrée d'ECS de la chaudière.
Dans une forme de réalisation du système selon la présente invention, ledit dispositif a un ensemble de capteurs comprenant en outre un capteur de mesure des interférences électromagnétiques.
Un avantage de cette forme de réalisation réside dans le fait qu'elle permet de prédire une plus large gamme de pannes de
BE2019/5870 chaudière. De plus, il s'est avéré en particulier que le fait d'inclure ledit capteur de mesure des interférences électromagnétiques permet d'anticiper des pannes de chaudière concernant l'alimentation en eau chaude sanitaire.
Dans une forme de réalisation du système selon la présente invention, ledit module de transmission transmet lesdites données à ladite unité de commande en utilisant une passerelle qui est en contact avec un routeur Internet.
Un avantage de cette forme de réalisation réside dans le fait que les performances d'une chaudière peuvent être surveillées à distance par une unité de commande.
Dans une forme de réalisation particulière du système selon la présente invention, la technologie Longue Portée (LoRa, pour Long Range) est utilisée par ledit module de transmission pour l'envoi de données à ladite passerelle.
Un avantage de cette forme de réalisation réside dans le fait que la technologie LoRa permet des transmissions longue portée avec une faible consommation d'énergie, de telle sorte que des données puissent être transmises à ladite unité de commande, de préférence au moyen de ladite passerelle, même lorsque ladite chaudière et ladite passerelle sont séparées, par exemple, par des murs en béton.
Dans une forme de réalisation du système selon la présente invention, ladite unité de commande est configurée pour récupérer, à partir desdites données reçues, une norme de référence pour chaque capteur dudit ensemble de capteurs, ladite norme de référence étant indicative d'une chaudière en fonctionnement normal.
Un avantage de cette forme de réalisation réside dans le fait que, pour chaque capteur, il est obtenu une norme qui représente une chaudière fonctionnant de manière régulière. A
BE2019/5870 ce titre, les valeurs de capteur qui sont obtenues après récupération de cette norme peuvent être évaluées vis-à-vis d'une référence pour ledit capteur comme résultant d'une demande normale de la chaudière ou d'un comportement anormal.
Dans une forme de réalisation particulière du système selon la présente invention, ladite unité de commande est configurée pour analyser un flux de données représentant des mesures prises par ledit ensemble de capteurs pour déterminer des anomalies de composants de la chaudière, en considération desdites normes de référence récupérées pour chaque capteur dudit ensemble de capteurs.
Dans une forme de réalisation du système selon la présente invention, ladite unité de commande est configurée pour analyser ledit flux de données fourni par ledit ensemble de capteurs en utilisant des techniques d'apprentissage automatique.
Un avantage de cette forme de réalisation réside dans le fait que des expériences passées peuvent être appliquées pour avoir un meilleur aperçu de l'urgence d'un problème technique d'une chaudière. A ce titre, ces techniques peuvent être utilisées pour définir une probabilité de défaillance de la chaudière et augmenter la fiabilité de ces prédictions. De préférence, des techniques d'exploration de données sont appliquées audit flux de données, dévoilant de nouveaux liens entre les valeurs des capteurs.
Dans une forme de réalisation du système selon la présente invention, ladite unité de commande est configurée pour rapporter les résultats de ladite comparaison à des tiers par l'intermédiaire d'un moyen de communication.
Un avantage de cette forme de réalisation réside dans le fait que l'alerte d'une probable panne à venir de la chaudière peut
BE2019/5870 être portée, en temps voulu, à l'attention de techniciens ou de propriétaires de chaudière et analogue.
Dans une forme de réalisation du système selon la présente invention, lesdits capteurs sont appliqués d'une manière non invasive sur la chaudière.
Un avantage de cette forme de réalisation réside dans le fait que le système selon l'invention peut être monté sur des chaudières déjà installées sans avoir à percer des trous dans les tuyaux ou à pratiquer toute autre opération intrusive qui pourrait être coûteuse. Un système de chaudière existant peut dont être modernisé en un minimum de temps.
Selon un aspect de la présente invention, il est mis à disposition un procédé de surveillance des performances d'une chaudière et d'anticipation d'une panne de la chaudière, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- récupération, à partir de données représentant des mesures prises par un ensemble de capteurs d'un dispositif doté d'un ensemble de capteurs, une norme de référence pour chaque capteur dudit ensemble de capteurs, ladite norme de référence étant indicative d'une chaudière en fonctionnement normal, et
- analyse, au moyen d'une unité de commande, d'un flux de données représentant des mesures consécutives prises par ledit ensemble de capteurs pour déterminer des anomalies de composants de la chaudière, en considération desdites normes de référence récupérées pour chaque capteur dudit ensemble de capteurs.
Dans une forme de réalisation du procédé selon la présente invention, ledit procédé comprend en outre l'étape consistant à analyser ledit flux de données en utilisant des techniques d'apprentissage automatique.
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Selon un aspect de la présente invention, il est mis à disposition un nécessaire permettant la surveillance des performances d'une chaudière et la prédiction d'une panne de la chaudière, le nécessaire comprenant au moins l'un de :
o une première paire de capteurs de température, comprenant un premier capteur de température, destiné à être appliqué à une entrée de chauffage central (CCC) d'une chaudière, et un deuxième capteur de température, destiné à être appliqué à une sortie de CCC de ladite chaudière ;
o une deuxième paire de capteurs de température, comprenant un troisième capteur de température, destiné à être appliqué à une entrée d'eau chaude sanitaire (ECS) de ladite chaudière, et un quatrième capteur de température, destiné à être appliqué à une sortie d'ECS de ladite chaudière ;
le nécessaire comprenant en outre un cinquième capteur de température, destiné à être appliqué à la sortie d'évacuation des fumées de ladite chaudière ; et un accéléromètre destiné à être appliqué à ladite entrée de CCC ou à ladite entrée d'ECS de ladite chaudière.
Dans une forme de réalisation selon la présente invention, ledit nécessaire comprend en outre un module de transmission pour envoyer lesdites données mesurées par ledit ensemble de capteurs à une unité de commande.
Selon un aspect de la présente invention, il est mis à disposition un produit de programme informatique comprenant des moyens de codage configurés pour faire en sorte qu'un processeur exécute les fonctions dudit système de surveillance des performances et de prédiction de panne d'une chaudière tel que décrit ci-dessus.
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Les effets et avantages techniques des formes de réalisation du produit de programme informatique et du système selon la présente invention correspondent mutatis mutandis à ceux des formes de réalisation correspondantes du système selon la présente invention.
Brève description des dessins
Nous allons maintenant décrire plus en détail ces caractéristiques et avantages des formes de réalisation de la présente invention, ainsi que d'autres, en référence aux dessins joints, dans lesquels : [Fig.1] illustre de manière schématique un système de surveillance des performances et de prédiction de panne d'une chaudière selon une forme de réalisation de la présente invention ;
[Fig.2] illustre de manière schématique un système de surveillance des performances et de prédiction de panne d'une chaudière selon une autre forme de réalisation de la présente invention ;
[Fig.3] illustre de manière schématique la surveillance de la chaudière par l'évaluation des signaux de sortie des capteurs, permettant ainsi d'observer une défaillance à venir de la chaudière.
Description détaillée de formes de réalisation
La Figure 1 illustre de manière schématique un système 1 permettant la surveillance des performances d'une chaudière et/ou la prédiction d'une panne de la chaudière selon une forme de réalisation de l'invention.
Une application spécifique du système 1 selon des formes de réalisation de l'invention est un système permettant de surveiller, de préférence d'une manière continue, les performances d'une chaudière 10, et/ou de prédire une panne à
BE2019/5870 venir d'une chaudière 10. Typiquement, ladite chaudière 10 est une chaudière installée dans un immeuble résidentiel, qui est utilisée pour fournir un chauffage central à l'immeuble, pour fournir de l'eau chaude sanitaire (ECS) ou pour fournir une combinaison des deux. Lorsque cela sera nécessaire, l'invention sera décrite en référence à une telle application, sans pour autant limiter le cadre de l'invention à cette description. Le système 1 est destiné à informer le propriétaire de la chaudière ou le prestataire de services relatifs aux chaudières concernant les performances de la chaudière, typiquement en fournissant une vue générale des performances instantanées de la chaudière ainsi qu'une vue générale de toutes les évolutions récentes des performances de la chaudière. Dans le cadre de la présente invention, l'expression performances de la chaudière fait référence à la capacité de la chaudière à transférer avec succès de la chaleur générée à une application souhaitée, telle qu'un circuit de chauffage central d'un immeuble ou la génération d'ECS. Les performances de la chaudière peuvent donc être évaluées par calcul ou mesure du partage de l'énergie générée qui est effectivement utilisé pour, par exemple, produire de l'eau chaude sanitaire, par comparaison à la quantité totale d'énergie générée. Typiquement, un tel transfert de chaleur peut être influencé par l'usure des composants de la chaudière ou par un mauvais réglage des composants, résultant en une forte consommation de combustible par rapport à la chaleur délivrée.
De plus, le système 1 est configuré pour fournir des informations concernant un événement à venir, tel qu'une panne ou une défaillance à venir de la chaudière, dont la source peut être, par exemple, la défaillance d'un composant.
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On comprendra que l'expression prédiction ou anticipation d'une défaillance ou d'une panne d'une chaudière fait référence à une situation dans laquelle une défaillance ne s'est pas encore produite lorsque le système 1, à un certain moment, détermine sur la base d'un seul événement ou d'une combinaison d'événements, de préférence simultanés, qu'il y a une possibilité ou probabilité importante de défaillance à venir. Une telle décision peut être prise sur la base d'expériences passées. La précision de cette probabilité peut être évaluée de manière statistique pour un grand nombre de prédictions effectuées dans un grand nombre de systèmes selon l'invention.
Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, la chaudière 10 est une chaudière desservant une maison d'habitation pour une seule famille. La chaudière 10 peut également être une chaudière centrale, répondant aux besoins d'une pluralité d'unités résidentielles, telles que des appartements, ou d'autres édifices, tels que des immeubles de bureaux, des bâtiments gouvernementaux, des bâtiments publiques ou semi-publiques, des écoles, des usines, des fermes et analogue.
Un avantage des formes de réalisation de la présente invention réside dans le fait qu'il est mis à disposition un système 1 pouvant s'appliquer à une chaudière existante 10, indépendamment de la marque, de l'âge, du type ou du modèle de la chaudière 10. En d'autres termes, le système 1 selon des formes de réalisation de l'invention peut être monté en modernisation sur une chaudière existante. Un autre avantage réside dans le fait que le système 1 peut être appliqué sur une chaudière 10 d'une manière non intrusive, par exemple sans qu'il soit nécessaire de percer des trous dans des tubes ou des réservoirs, et donc sans qu'il soit nécessaire
BE2019/5870 d'introduire ou insérer des capteurs et/ou des fils à l'intérieur de la plomberie. Un autre avantage réside dans le fait que le système 1 est composé d'un nombre limité de composants et de capteurs simples, ce qui offre une manière économiquement avantageuse de surveiller les performances d'une chaudière et de prédire une panne.
Dans le cadre de la présente invention, le terme chaudière fait référence à un dispositif, typiquement une cuve fermée, dans laquelle un liquide est chauffé, sans produire de vapeur saturée ou surchauffée. Dans le cadre de la présente invention, la chaudière 10 est utilisée pour fournir un chauffage central à un immeuble, pour fournir de l'eau chaude sanitaire (ECS) ou pour fournir une combinaison des deux.
Typiquement, la chaudière 10 est conçue pour fonctionner à une température d'au moins 35°C, de préférence au moins 40°C, plus préférablement au moins 45°C, et le plus préférablement au moins 50°C. On comprendra en outre que la chaudière 10 est conçue pour fonctionner à une température d'au plus 90°C, de préférence d'au plus 85°C, plus préférablement d'au plus 80°C, encore plus préférablement d'au plus 75°C, plus préférablement d'au plus 70°C, et le plus préférablement d'au plus 65°C.
La chaudière 10 telle que mentionnée dans la présente invention comprend typiquement une chaudière (non représentée sur la figure), dans laquelle un combustible est transformé en chaleur, et un échangeur de chaleur (non représenté sur la figure) pour transférer ladite chaleur produite à un liquide tel que de l'eau. L'échangeur de chaleur est typiquement situé à l'intérieur de la chaudière 10 et transfère la chaleur générée au liquide, qui est alors chauffé.
En fonction de la demande, du combustible est aspiré dans la chaudière 10 et dirigé vers le ou les brûleurs de la chaudière. Le combustible brûlé par la chaudière 10 peut être
BE2019/5870 du gaz naturel (contenant principalement du méthane), ou un produit à base de pétrole, tel que du fioul. Il sera cependant clair que le système 1 selon des formes de réalisation de l'invention est indépendant du type de source de combustible. Du dioxyde de carbone et de la vapeur sont produits lors de la combustion du combustible. La chaudière est par conséquent pourvue d'une sortie d'évacuation des fumées, d'un conduit ou canal 11 pour transporter lesdits gaz d'échappement ou les fumées vers l'air extérieur, et aussi d'au moins un ventilateur (non représenté sur la figure) pour expulser lesdites fumées hors du conduit.
Un système de chauffage central (non représenté sur la figure) comprend un premier circuit fermé, contenant habituellement de l'eau ou une composition à base d'eau qui peut s'écouler à travers ledit circuit fermé. Il sera clair que d'autres liquides peuvent également être utilisés à cet effet. L'eau contenue dans ledit premier circuit fermé passe à travers la chaudière 10, où elle peut être chauffée, et délivre ladite chaleur acquise plus loin dans le circuit, typiquement via des radiateurs. La chaudière 10 joue donc un rôle important dans le système de chauffage central.
Selon des formes de réalisation de la présente invention, la chaudière 10 fournit un chauffage central à un immeuble. La chaudière 10 comprend alors une entrée de circuit de chauffage central (CCC) 12, pour renvoyer dans la chaudière 10 l'eau provenant dudit premier circuit fermé, et une sortie de circuit de chauffage central (CCC) 13, pour faire entrer dans le premier circuit fermé l'eau qui a éventuellement été chauffée par l'activité dans la chaudière 10.
Selon des formes de réalisation de la présente invention, la chaudière 10 fournit de l'ECS.
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Tel que représenté sur la Figure 1, des chaudières peuvent avoir la forme d'une seule unité compacte, sans nécessiter de ballon d'eau chaude distinct. Pour la production d'ECS dans une configuration de ce type, de l'eau sera typiquement aspirée dans la chaudière 10 depuis une alimentation principale en eau, recevra de la chaleur par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur pour atteindre une certaine température et quittera la chaudière 10 en direction de son lieu d'utilisation. L'avantage de cette unité compacte réside dans le fait qu'elle permet d'économiser de la place dans la propriété.
La chaudière comprend alors une entrée d'eau chaude sanitaire (ECS) 14A pour faire entrer dans la chaudière 10 de l'eau provenant d'une alimentation principale en eau (non représentée sur la figure), et une sortie d'eau chaude sanitaire (ECS) 15A pour conduire l'eau chauffée par la chaudière 10 jusqu'à son lieu d'utilisation dans l'immeuble (non représenté sur la figure).
En référence maintenant à la Figure 2, la chaudière 10 peut en outre être connectée à une cuve 100 ou un réservoir de stockage de l'ECS (une telle combinaison est parfois connue sous le nom de chaudière combinée).
Selon une configuration préférée, de l'eau peut être aspirée de l'alimentation principale en eau vers ladite cuve séparée, dans laquelle elle est chauffée par un fluide de chauffage qui circule dans un deuxième circuit fermé entre la chaudière 10 et la cuve séparée 100. On trouvera une représentation de cette configuration sur la Figure 2.
Dans une telle configuration, il peut être défini une entrée d'eau chaude sanitaire (ECS) 14B qui fait entrer dans ladite cuve séparée 100 de l'eau provenant d'une alimentation principale en eau (non représentée sur la figure), et une
BE2019/5870 sortie d'eau chaude sanitaire (ECS) 15B pour conduire l'eau chauffée dans la cuve 100 jusqu'à son lieu d'utilisation dans l'immeuble.
D'une autre manière, de l'eau est aspirée dans la chaudière 10 depuis une alimentation principale en eau à travers une entrée d'ECS 14C, chauffée dans la chaudière 10 via l'échange de chaleur puis transportée jusqu'à ladite cuve séparée, qui est typiquement isolée thermiquement pour réduire les pertes de chaleur. L'eau chauffée est ensuite stockée dans la cuve séparée jusqu'à son utilisation, lorsqu'elle est transportée jusqu'à son lieu d'utilisation par une sortie d'ECS 15C.
Dans toutes les configurations, une entrée d'ECS 14 peut être définie pour faire entrer de l'eau provenant d'une alimentation principale en eau dans une chaudière ou une cuve pour chauffer l'eau avant son utilisation, ainsi qu'une sortie d'ECS 15 pour conduire l'eau chauffée de la chaudière ou la cuve jusqu'à un lieu d'utilisation. Dans le cadre de l'invention, on nommera chaudière 10 aussi bien une seule chaudière unitaire qu'une combinaison d'une chaudière et d'une cuve séparée 100 telle que décrite ci-dessus.
Selon des formes de réalisation préférées, une chaudière 10 fournit à la fois de la chaleur pour un système de chauffage central et de l'eau chaude sanitaire (ECS). La priorité sera normalement donnée à la production d'ECS. Ces chaudières auront ensuite une entrée de CCC 12, une sortie de CCC 13, une entrée d'ECS 14 et une sortie d'ECS 15 telles que décrites cidessus.
La chaudière 10 est en outre pourvue d'au moins une pompe de circulation (non représentée sur la figure), par exemple pour pomper de l'eau ou un liquide chauffé à travers le premier circuit fermé du système de chauffage central ou à travers le
BE2019/5870 deuxième circuit fermé. Une telle pompe est typiquement alimentée électriquement.
La chaudière 10 peut en outre être en contact avec un vase d'expansion (non représenté sur la figure) pour protéger le matériel d'ECS d'une pression excessive causée par la dilatation thermique ainsi que des coups de bélier.
La demande en eau est typiquement régulée au moyen de vannes (non représentées sur la figure), qui sont présentes sur au moins la sortie de CCC 12 et la sortie d'ECS 14.
Selon un aspect de l'invention, il est mis à disposition un système 1 de surveillance des performances d'une chaudière et/ou de prédiction d'une panne de la chaudière. A cette fin, ledit système 1 comprend un dispositif 20, doté d'un ensemble de capteurs.
Selon des formes de réalisation de l'invention, l'ensemble de capteurs dudit dispositif 20 comprend au moins l'un de :
- une première paire de capteurs de température, comprenant un premier capteur de température 21, destiné à être appliqué à une entrée de circuit de chauffage central (CCC) 12 d'une chaudière 10, et un deuxième capteur de température 22, destiné à être appliqué à une sortie de circuit de chauffage central (CCC) 13 de la chaudière 10 ; et
- une deuxième paire de capteurs de température, comprenant un troisième capteur de température 23, destiné à être appliqué à une entrée d'eau chaude sanitaire (ECS) 14 de la chaudière 10, et un quatrième capteur de température 24, destiné à être appliqué à une sortie d'eau chaude sanitaire (ECS) 15 de la chaudière 10.
L'ensemble de capteurs dudit dispositif 20 comprend en outre un cinquième capteur de température 25, destiné à être
BE2019/5870 appliqué à la sortie d'évacuation des fumées 11, et un accéléromètre 26.
Selon des formes de réalisation de la présente invention, la chaudière 10 est une chaudière destinée à fournir de la chaleur sous la forme d'un liquide chauffé au chauffage central d'un immeuble. Il sera clair que, pour ces formes de réalisation, le dispositif 20 ne contiendra pas la deuxième paire de capteurs de température 23, 24 ou bien cette paire ne sera pas installée et/ou activée, ce qui signifie que cette deuxième paire reste en veille.
Selon des formes de réalisation de la présente invention, la chaudière 10 est une chaudière destinée à fournir de l'eau chaude sanitaire (ECS) à un immeuble. Il sera clair que, pour ces formes de réalisation, le dispositif 20 ne contiendra pas la première paire de capteurs de température 21, 22 ou bien cette paire ne sera pas installée et/ou activée, ce qui signifie que cette première paire reste en veille.
Selon des formes de réalisation de la présente invention, la chaudière 10 est une chaudière destinée à fournir à la fois de l'eau chauffée au chauffage central de l'immeuble et de l'eau chaude sanitaire (ECS). Dans ces cas, le dispositif 20 contiendra les deux paires de capteurs de température et les deux paires seront installées et activées.
Dans le cadre de la présente invention, un accélérateur 26 est un dispositif destiné à mesurer une accélération ou à détecter et mesurer des vibrations. L'accéléromètre 26 peut mesurer des vibrations en trois dimensions et peut à ce titre être utilisé pour mesurer l'effet de l'eau s'écoulant à travers un tuyau ou un ventilateur aérant la chambre de combustion.
L'accéléromètre 26 peut en principe être appliqué à n'importe lesquelles des entrées ou sorties 12-15. Selon des formes de
BE2019/5870 réalisation de l'invention, l'accéléromètre 26 est appliqué à l'entrée de CCC 12 de la chaudière 10 dans le cas où la chaudière 10 est connectée à un circuit de chauffage central. De préférence, le dispositif 20 comprend un carter (non représenté sur les figures), lequel carter loge en outre ledit accéléromètre 26. Si la chaudière ne fournit que de l'ECS, l'accéléromètre 26 est de préférence appliqué sur l'entrée d'ECS 14.
Selon des formes de réalisation préférées, l'ensemble de capteurs dudit dispositif 20 comprend en outre un capteur de mesure des interférences électromagnétiques 27 (ci-après appelé capteur EMI). Lorsqu'il est utilisé, ledit capteur EMI 27 est de préférence appliqué à la sortie d'ECS 15. Les inventeurs ont découvert que le fait d'inclure ledit capteur EMI 27 permet une prédiction plus complète des défaillances de la chaudière associées à l'alimentation en ECS. A ce titre, le fait d'inclure le capteur EMI 27 dans le dispositif 20 permet d'étendre davantage la gamme des défaillances de chaudière prédictibles.
Selon des formes de réalisation préférées, les capteurs dudit ensemble sont étanches à l'eau.
Selon des formes de réalisation de la présente invention, le dispositif 20 est alimenté électriquement d'une manière connue dans l'état de l'art. De préférence, le dispositif 20 est alimenté électriquement à l'aide d'un câble micro USB standard.
Selon des formes de réalisation de la présente invention, le dispositif 20 comprend en outre un module de transmission 28, qui est connecté à l'ensemble de capteurs par un moyen connu dans l'état de l'art, tel que des protocoles de communication filaires (non représentés sur la figure) ou sans fil, et qui reçoit des données fournies par ledit ensemble de capteurs.
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Ledit module de transmission 28, qui peut être ou non logé dans ledit carter dudit dispositif 20, est configuré pour transférer les données fournies par ledit ensemble à une unité de commande 30.
Les données mesurées par ledit ensemble de capteurs peuvent être communiquées à l'unité de commande 30 par ledit module de transmission 28 au moyen de protocoles de communication connus de l'homme du métier.
Selon une forme de réalisation préférée, il est utilisé une passerelle 29 qui est en contact avec un routeur (non représenté sur la figure) connecté à l'Internet et qui peut envoyer lesdites données à l'unité de commande 30 par l'intermédiaire de ladite connexion Internet. Des émetteurs selon la norme IEEE 802.11 (Wi-Fi) peuvent être utilisés pour transférer des données du module de transmission 28 à ladite passerelle 29. Cependant, il s'est avéré que, dans de nombreux cas, les signaux Wi-Fi ne sont pas recommandés en raison d'une portée limitée, susceptible, en outre, d'être entravée par la présence, par exemple, de murs de béton à proximité de la chaudière 10. De préférence, des technologies de communication sans fil tels que LoRa (Long Range) sont utilisées. La technologie LoRa est une technologie de communication de données sans fil numérique qui permet des transmissions longue portée avec une faible consommation d'énergie.
L'unité de commande 30 est configurée pour recevoir des données mesurées par ledit ensemble de capteurs et, de préférence, transmises par ledit module de transmission 28.
Selon des formes de réalisation de la présente invention, l'unité de commande 30 est également configurée pour analyser lesdites données fournies par ledit ensemble de capteurs. De préférence, ladite analyse est effectuée sur une base continue
BE2019/5870 grâce à l'entrée constante de mesures fournies par l'ensemble de capteurs.
Les inventeurs ont trouvé que, pour une chaudière fonctionnant normalement, le flux de données constant qui est fourni par ledit ensemble de capteurs révèle un schéma de comportement régulier pour chaque capteur individuel, ledit schéma étant une conséquence des demandes des utilisateurs de la chaudière ou d'opérations automatiques. En d'autres termes, la combinaison de capteurs dans ledit ensemble de capteurs permet un suivi étroit des actions habituelles de la chaudière 10.
Ces actions de la chaudière sont définies par un nombre limité de demandes (par exemple allumage ou extinction du chauffage central ; demande en eau sanitaire depuis un nombre limité de robinets), lesdites demandes étant souvent associées à des créneaux temporels spécifiques (par exemple une demande en eau chaude provenant du robinet d'une douche peut avoir lieu le matin ou en fin de journée). En conséquence, ledit schéma est défini par des opérations automatiques récurrentes effectuées par la chaudière 10 pour générer de l'eau chaude pour le chauffage ou pour un usage sanitaire, ainsi que par les actions de l'utilisateur de l'immeuble, telles que demander de l'eau chaude en ouvrant un robinet d'eau ou en demandant une augmentation ou une diminution de la température d'une pièce en modifiant le thermostat.
Lesdites opérations et actions peuvent influencer plus d'un capteur, de sorte qu'il peut être nécessaire d'observer des mesures prises par des combinaisons de capteurs pour déterminer une certaine action de la chaudière. A ce titre, les valeurs mesurées par les capteurs sont fonction de l'action qui est effectuée à ce moment par la chaudière 10.
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Il s'est avéré que la combinaison spécifique et limitée de capteurs décrite dans le présent document a permis de déduire et de définir ledit schéma régulier.
Selon des formes de réalisation de l'invention, l'unité de commande 30 est en outre configurée pour récupérer, à partir desdites données reçues, une norme de référence indiquant un comportement normal de la chaudière et de ses composants. Une chaudière en fonctionnement et sollicitée de manière normale sera caractérisée par des schémas récurrents et réguliers pour les données mesurées de chaque capteur individuel. Par conséquent, pour pouvoir comparer toute anomalie à un comportement habituel, il faut définir une norme de référence pour chaque capteur de ladite pluralité. Typiquement, l'unité de commande est configurée pour déterminer une telle norme de référence pour chaque capteur individuel, par exemple lors du démarrage ou de l'application du système 1 sur la chaudière particulière, ce qui signifie que, pendant une période de temps limitée après l'application du système 1 sur une chaudière particulière, des données seront enregistrées dans le but de déduire une forme de comportement standard pour chaque capteur du système 1. Une telle phase d'initialisation prend habituellement plusieurs jours, typiquement 5 jours, mais pas plus de 10 jours. On suppose cependant que, pendant cette phase d'initialisation, la chaudière 10 fonctionnera de manière normale et sera sollicitée en conséquence.
Pendant la phase d'initialisation et lorsque la chaudière est supposée fonctionner de manière normale, ladite unité de commande 30 est configurée pour identifier et stocker des données et schémas de référence déduits de cette phase sous la forme d'une norme de référence pour chaque capteur dudit ensemble de capteurs. Les normes de référence sont stockées dans une base de données et indiquent un fonctionnement normal
BE2019/5870 de la chaudière. La base de données contient donc des valeurs et schémas pour des capteurs individuels qui peuvent être mesurés lorsque la chaudière 10 fonctionne normalement.
Avantageusement, le système 1 permet de déduire des schémas réguliers à partir des mesures prises par des capteurs appliqués à des chaudières 10 fonctionnant normalement, quel que soit le type ou le fabricant de la chaudière. Il s'est avéré que lesdits schémas, reflétant un comportement normal, sont différents entre les chaudières 10.
En particulier, il s'est avéré que des schémas reflétant un comportement normal peuvent différer entre différents types de chaudière 10 pour le même fabricant, tandis que des chaudières 10 de différents fabricants peuvent présenter des schémas similaires. Cependant, il sera clair que le système 1 peut récupérer, à partir de données mesurées par l'ensemble de capteurs, des schémas réguliers pour chaque capteur individuel, reflétant que la chaudière fonctionne de manière normale.
Selon des formes de réalisation de l'invention, l'unité de commande 30 est en outre configurée pour analyser des données consécutives fournies par ledit ensemble de capteurs afin de chercher des anomalies de composants de la chaudière en comparant lesdites données consécutives aux normes de référence récupérées. En fait, après avoir établi une norme de référence indiquant un comportement de fonctionnement normal pour chaque capteur individuel de ladite pluralité de capteurs, des mesures consécutives pour ledit ensemble de capteurs, mesures qui sont obtenues après détermination de la norme de référence, peuvent être pesées vis-à-vis de ces normes de référence. A ce titre, l'unité de commande 30 est configurée pour détecter un fonctionnement anormal ou des anomalies en comparant les mesures instantanées d'un capteur
BE2019/5870 individuel auxdits schémas réguliers, ou en comparant les mesures instantanées de combinaisons de capteurs à des schémas normaux ou à des combinaisons de tels schémas.
Selon des formes de réalisation de l'invention, l'unité de commande 30 est en outre configurée pour calculer à partie desdites mesures consécutives, par rapport aux normes de référence récupérées, des performances globales instantanées de la chaudière 10. Ces performances globales de la chaudière, qui peuvent également indiquer l'évolution des performances, peuvent être exprimées à l'aide d'une valeur numérique, d'un code couleur et analogue.
Il s'est avéré, d'une manière inespérée, que les valeurs approximées des capteurs 21-26 suffisent pour remarquer une détérioration des performances de la chaudière et peuvent servir de base pour le calcul d'une probabilité de défaillance de la chaudière. Pour les cas les plus simples, un lien direct peut être établi entre une mesure de capteur et la survenue d'une panne (par exemple une mesure de baisse de température pour un flux sortant vers le chauffage central ou l'ECS indique une diminution du rendement de la chaudière). En outre, il peut arriver qu'une panne ne soit pas due à un changement abrupt mais à une évolution progressive.
Selon des formes de réalisation préférées de l'invention, ladite unité de commande 30 est en outre configurée pour analyser, en considération des normes de référence récupérées pour chaque capteur de ladite pluralité, le flux de données fourni par ledit ensemble de capteurs en utilisant des techniques d'apprentissage automatique.
Dans le cadre de l'invention, l'expression techniques d'apprentissage automatique concerne des techniques et procédés permettant d'examiner de grandes bases de données préexistantes afin de générer de nouvelles informations.
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En outre, selon des formes de réalisation préférées de l'invention, ladite unité de commande 30 est en outre configurée pour analyser, en considération des normes de référence récupérées pour chaque capteur de ladite pluralité, le flux de données fourni par ledit ensemble de capteurs en utilisant des techniques d'apprentissage automatique et/ou des modèles de reconnaissance de schéma.
L'approche d'apprentissage automatique met en jeu l'étape de calcul, à partir du flux de données entrant des mesures des capteurs et éventuellement à l'aide d'aperçus obtenus par exploration de données, d'un algorithme ou d'une fonction mathématique qui représente une probabilité de panne de la chaudière.
Lesdites approches d'apprentissage automatique peuvent inclure, mais sans y être limitées, une analyse supervisée ou non supervisée : des techniques de classification (par exemple Bayes naïf, Analyse Discriminante Linéaire, Analyse Discriminante Quadratique, Réseau neuronaux, Approches par arborescence, Machines à Vecteurs de Support, Approches du plus proche voisin), des techniques de régression (par exemple Régression linéaire, Régression multiple, Régression logistique, Régression probit, Régression logistique ordinale, Régression probit ordinale, Régression de Poisson, Régression binomiale négative, Régression logistique multinomiale, Régression tronquée), techniques de regroupement (par exemple regroupement par k moyennes, regroupement hiérarchique, PCA), adaptations, extensions, et des combinaisons des approches mentionnées ci-dessus.
Selon des formes de réalisation préférées de l'invention, ladite approche d'apprentissage automatique utilise la méthode Bayésienne de détection de point de rupture, qui a pour but
BE2019/5870 d'identifier les changements de la distribution de probabilité des mesures de capteurs.
Il s'est avéré que la combinaison des capteurs décrite cidessus, avec une analyse continue de données mesurées par l'unité de commande 30, de préférence à l'aide de techniques d'exploration de données et/ou d'apprentissage automatique, permet d'observer les évolutions des performances de la chaudière et aussi de fournir une probabilité fiable concernant une panne de la chaudière.
Selon des formes de réalisation de l'invention, l'unité de commande 30 est en outre configurée pour communiquer les résultats de ladite analyse à un réseau par l'intermédiaire de moyens de communication (non représentés sur la figure).
Si l'analyse effectuée par l'unité de commande 30 déduit que toutes les mesures prises par l'ensemble de capteurs révèlent un comportement normal de la chaudière, les résultats de l'analyse sont stockés par l'unité de commande 30 et aucune action n'est mise en œuvre. De préférence, ladite analyse est effectuée d'une manière continue. Si le résultat de l'analyse met en évidence une panne à venir d'une chaudière ou une diminution des performances de la chaudière au-delà d'un certain niveau prédéfini, ledit résultat est en outre communiqué à un réseau par l'intermédiaire d'un moyen de communication. Ledit réseau peut contenir le propriétaire de la chaudière, un technicien de la chaudière et/ou d'autres tiers.
Selon des formes de réalisation de l'invention, l'unité de commande 30 est en outre configurée pour récupérer, à partir de l'analyse, un ensemble de facteurs de causalité possibles pour le défaut, la panne ou la baisse de performances, et communiquer ledit diagnostic au propriétaire de la chaudière,
BE2019/5870 au technicien de la chaudière et/ou à tout autre tiers par l'intermédiaire desdits moyens de communication.
En conséquence, des pannes intermittentes de la chaudière peuvent être remarquées pour des chaudières de types et de fabricants différents, ce qui signifie que le système de l'invention peut être appliqué indépendamment de la marque de la chaudière 10. L'indépendance vis-à-vis de toute marque et la possibilité de moderniser des installations de chaudières existantes font partie des avantages du système 1.
Les inventeurs ont trouvé que l'analyse des mesures d'une sélection limitée de capteurs appliquée à la chaudière 10 à différentes positions spécifiques peut mener à prédire de manière fiable une panne de la chaudière, ce qui permet au propriétaire de la chaudière ou à un prestataire de services relatifs aux chaudières d'anticiper ladite panne en appelant une assistance technique en temps voulu. Il a été remarqué que des signaux indiquant une panne imminente ou à venir de la chaudière peuvent être constatés jusqu'à 48 heures avant que la panne se produise. Pour certains problèmes, ces signaux peuvent être constatés 96 heures avant la panne réelle.
Les inventeurs ont en outre trouvé qu'il était possible d'obtenir ledit schéma pour un comportement de chaudière normal ainsi que pour une panne à venir de la chaudière en mettant ledit ensemble de capteurs en contact avec des éléments de la chaudière 10, tels que la plomberie, d'une manière non invasive vis-à-vis du matériel existant. Des capteurs 21-27 peuvent être fixés à une plomberie ou à des cuves en utilisant des moyens connus de l'homme du métier. Ces moyens comprennent des pinces, des colliers de serrage, du ruban adhésif, de la colle et analogue. Aucun capteur n'est donc inséré dans aucun canal, tube ou réservoir et il n'est pas nécessaire d'apporter une quelconque modification à ces
BE2019/5870 éléments, comme percer un trou. Bien que la température exacte de l'eau dans l'une quelconque de l'entrée et des sorties soit largement inconnue et simplement estimée, il s'est avéré que ces estimations de température suffisent pour déduire une panne à venir d'une chaudière. Le montage non invasif a pour conséquence que le système de l'invention peut être appliqué à des installations de chaudière plus anciennes ou déjà existantes. Les chaudières existantes peuvent donc être modernisées avec le système de l'invention.
En outre, aucune connexion numérique ou électrique n'a besoin d'être réalisée entre le dispositif 30 et la chaudière 10. La seule condition est que certaines parties spécifiques de la chaudière 10 doivent être accessibles pour un technicien, telles que la plomberie et analogue.
Selon des formes de réalisation préférées de l'invention, l'unité de commande 30 n'est pas présente dans l'immeuble résidentiel logeant la chaudière 10. L'unité 30 est typiquement une unité placée en position centrale, configurée pour surveiller une pluralité de chaudières 10, ayant des âges, des marques, des types, et analogue, différents.
Un avantage de la présente invention réside dans le fait que, pour chaque marque de chaudière 10, il peut être défini un schéma standard qui reflète un comportement normal de la chaudière et qui permet de déterminer ensuite des performances de la chaudière et de prédire une panne à venir de la chaudière.
Le système 1 comprend des composants tels que des capteurs qui sont économiques. Un avantage de la présente invention réside donc dans le fait qu'il est mis à disposition un système de prédiction d'une panne à venir de la chaudière et de surveillance des performances de la chaudière d'une manière économiquement avantageuse.
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Selon des formes de réalisation préférées de l'invention, le système 1 est en outre pourvu d'un moyen de communication, ledit moyen étant configuré pour communiquer les résultats d'analyse ainsi que l'ensemble de facteurs de causalité récupérés aux utilisateurs du réseau en utilisant des protocoles de transfert de données connus dans l'état de l'art.
Selon des formes de réalisation préférées de la présente invention, un rapport quantifié est fourni de manière régulière à des personnes telles que le propriétaire de la chaudière en fonction des mesures prises par ledit ensemble de capteurs.
Les résultats de l'analyse effectuée par l'unité de commande 30 peuvent être partagés par les moyens de communication à une pluralité de personnes, telles que le propriétaire de la chaudière, le technicien de la chaudière et analogue.
Selon des formes de réalisation de la présente invention, ledit moyen de communication utilise ainsi une interface de programmation d'application (API). API est l'acronyme de l'anglais Application Programming Interface et est utilisé pour permettre une interaction entre des applications logicielles et pour intégrer différentes applications logicielles.
Plus particulièrement, une API est utilisée pour transférer des données contenues dans un programme logiciel A vers un autre environnement sous la commande d'un deuxième processeur qui exécute un programme logiciel B et stocker lesdites données dans une deuxième mémoire non volatile.
Avantageusement, une API peut être utilisée pour communiquer lesdites données à un programme logiciel utilisé par un technicien de chaudière. Typiquement, les techniciens vont
BE2019/5870 d'un client à un autre pendant la journée en utilisant un dispositif mobile 50 pourvu d'une interface GUI fournissant des informations concernant les réparations qui doivent être effectuées.
Telle qu'utilisée ici, l'expression dispositif mobile fait généralement référence à tout dispositif informatique conçu pour être portatif. Les dispositifs mobiles incluent les ordinateurs portables, les téléphones mobiles, les assistants personnels numériques (PDA), les tablettes informatiques, les appareils photographiques numériques, les caméras vidéo et analogue.
En utilisant une API, le système 1 peut rapporter une panne à venir et aussi suggérer certaines causes pour le défaut, ce qui peut économiser un temps précieux pour le technicien, indépendamment du programme ou du système logiciel que le technicien utilise.
Selon des formes de réalisation préférées de la présente invention, lesdits moyens de communication sont en outre configurés pour communiquer avec un programme logiciel à la disposition du propriétaire de la chaudière, pour ainsi informer le propriétaire de la chaudière des performances de la chaudière et de toute panne à venir de la chaudière. De préférence, ces informations sont transférées à un dispositif mobile 60 du propriétaire de la chaudière. Les informations fournies par les moyens de communication peuvent aider le client à résoudre le problème lui-même. D'une autre manière, le programme peut proposer de réserver une intervention d'une équipe technique.
Une date spécifique peut être proposée au propriétaire de la chaudière pour une réparation de la chaudière. Et il peut être demandé au propriétaire de la chaudière de confirmer explicitement son accord en répondant à ce message.
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Selon un autre aspect de l'invention, il est mis à disposition un procédé de surveillance des performances d'une chaudière et d'anticipation d'une panne de la chaudière, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- récupération, à partir de données représentant des mesures prises par un ensemble de capteurs 21-26 d'un dispositif tel que décrit ci-dessus, d'une norme de référence pour chaque capteur dudit ensemble de capteurs 21-26, ladite norme de référence étant indicative d'une chaudière en fonctionnement normal, et
- analyse, au moyen d'une unité de commande 30 telle que décrite ci-dessus, d'un flux de données représentant des mesures consécutives prises par ledit ensemble de capteurs 21-26 pour déterminer des anomalies de composants de la chaudière, en considération desdites normes de référence récupérées pour chaque capteur dudit ensemble de capteurs.
Selon des formes de réalisation du procédé, l'ensemble de capteurs comprend en outre un capteur d'interférences électromagnétiques 37.
Selon des formes de réalisation préférées du procédé, ledit procédé comprend en outre l'étape d'analyse dudit flux de données en utilisant des techniques d'apprentissage automatique.
Selon un autre aspect de l'invention, il est mis à disposition un nécessaire, ledit nécessaire comprenant les éléments suivants :
au moins l'un de :
o une première paire de capteurs de température, comprenant un premier capteur de température 21, destiné à être appliqué à une entrée de circuit de
BE2019/5870 chauffage central (CCC) 12 d'une chaudière 10, et un deuxième capteur de température 22, destiné à être appliqué à une sortie de CCC 13 de ladite chaudière 10 ;
o une deuxième paire de capteurs de température, comprenant un troisième capteur de température 23, destiné à être appliqué à une entrée d'eau chaude sanitaire (ECS) 14 de ladite chaudière 10, et un quatrième capteur de température 24, destiné à être appliqué à une sortie d'ECS 15 de ladite chaudière 10 ;
le nécessaire comprenant en outre :
- un cinquième capteur de température 25, destiné à être appliqué à la sortie d'évacuation des fumées 11 de ladite chaudière 10 ; et
- un accéléromètre 26 destiné à être appliqué à ladite entrée de CCC 12 ou à ladite entrée d'ECS 14 de ladite chaudière 10.
Selon des formes de réalisation selon la présente invention, le nécessaire comprend en outre un module de transmission 28 configuré pour recevoir des données mesurées par ledit ensemble de capteurs et pour envoyer lesdites données à une unité de commande 30.
Selon des formes de réalisation selon la présente invention, le nécessaire comprend en outre un capteur d'interférences électromagnétiques 37.
La présente invention concerne également un programme informatique, éventuellement stocké sur un support lisible par ordinateur, comprenant des moyens de codage configurés pour faire en sorte qu'un processeur exécute les fonctions de l'unité de commande 30 tel que décrit ci-dessus.
BE2019/5870
Bien que l'invention ait été décrite ci-dessus en référence à des formes de réalisation spécifiques, cette description a pour but d'illustrer l'invention et non de la limiter, le cadre de celle-ci étant défini par les revendications jointes. L'homme du métier comprendra aisément que des combinaisons de caractéristiques différentes de celles qui sont décrites ici sont possibles sans sortir du cadre de l'invention revendiquée.
Exemples
Une chaudière Junkers TOP 30-3 ZWB a été équipée d'un système 1, ledit système ayant un dispositif 20 pourvu d'une première et d'une deuxième paire de capteurs de température. La chaudière a ensuite été surveillée pendant une période de 55 jours. La Figure 3 illustre le flux de données fourni par l'ensemble de capteurs. Une analyse effectuée par l'unité de commande 30 a indiqué à un instant A (ligne verticale la plus à gauche) une probabilité augmentée de panne imminente, menant à alerter le propriétaire de la chaudière. Alors qu'elle a été autorisée à continuer à fonctionner sans changement notable pour l'utilisateur de la chaudière, une panne effective de la chaudière a été mesurée à l'instant B (ligne verticale la plus à droite).

Claims (15)

  1. Revendications
    1. Système (1) permettant la surveillance des performances d'une chaudière (10) et l'anticipation d'une panne de la chaudière (10), ledit système (1) étant caractérisé en ce qu’il comprend :
    - un dispositif (20) doté d'un ensemble de capteurs, comprenant au moins l'un de :
    o une première paire de capteurs de température, comprenant un premier capteur de température (21), qui est appliqué à une entrée de circuit de chauffage central (12) de ladite chaudière (10), et un deuxième capteur de température (22), qui est appliqué à une sortie de circuit de chauffage central (13) de ladite chaudière (10) ;
    o une deuxième paire de capteurs de température, comprenant un troisième capteur de température (23), qui est appliqué à une entrée d'eau chaude sanitaire (14) de ladite chaudière (10), et un quatrième capteur de température (24), qui est appliqué à une sortie d'eau chaude sanitaire (15) de ladite chaudière (10) ;
    ledit dispositif (20) étant doté d'un ensemble de capteurs comprenant en outre :
    o un cinquième capteur de température (25), qui est appliqué à une sortie d'évacuation des fumées (11) de ladite chaudière ;
    o un accéléromètre (26) qui est appliqué à ladite entrée de circuit de chauffage central (12) de ladite chaudière (10) ou à ladite entrée d'eau chaude sanitaire (14) de ladite chaudière (10) ; et - un module de transmission (28) qui est configuré pour envoyer des données représentant des mesures prises par
    BE2019/5870 ledit ensemble de capteurs à une unité de commande (30), et
    - l'unité de commande (30) qui est configurée pour recevoir et analyser lesdites données pour déterminer des anomalies de composants de la chaudière.
  2. 2. Système (1) selon la revendication 1, dans lequel ledit accéléromètre (26) est appliqué à ladite entrée de circuit de chauffage central (12) de ladite chaudière (10) à la condition que ledit dispositif (20) doté d'un ensemble de capteurs comprenne ladite première paire de capteurs de température.
  3. 3. Système (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, ledit dispositif (20) étant doté d'un ensemble de capteurs comprenant en outre un capteur (27) de mesure des interférences électromagnétiques.
  4. 4. Système (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit module de transmission (28) transmet lesdites données à ladite unité de commande (30) en utilisant une passerelle (29) qui est en contact avec un routeur Internet.
  5. 5. Système (1) selon la revendication 4, dans lequel la technologie Longue Portée LoRa est utilisée par ledit module de transmission (28) pour l'envoi de données à ladite passerelle (29).
  6. 6. Système (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite unité de commande (30) est configurée pour récupérer, à partir desdites données reçues, une norme de référence pour chaque capteur dudit ensemble de capteurs, ladite norme de référence étant indicative d'une chaudière (10) en fonctionnement normal.
  7. 7. Système (1) selon la revendication 6, dans lequel ladite unité de commande (30) est configurée pour analyser un flux de données représentant des mesures
    BE2019/5870 prises par ledit ensemble de capteurs pour déterminer des anomalies de composants de la chaudière, en considération desdites normes de référence récupérées pour chaque capteur dudit ensemble de capteurs.
  8. 8. Système (1) selon la revendication 7, dans lequel ladite unité de commande (30) est configurée pour analyser ledit flux de données fourni par ledit ensemble de capteurs en utilisant des techniques d'apprentissage automatique.
  9. 9. Système (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite unité de commande (30) est configurée pour rapporter les résultats de ladite comparaison à des tiers par l'intermédiaire d'un moyen de communication.
  10. 10. Système (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdits capteurs (21-27) sont appliqués d'une manière non invasive sur la chaudière.
  11. 11. Procédé de surveillance des performances d'une chaudière (10) et d'anticipation d'une panne de la chaudière (10), ledit procédé étant caractérisé par les étapes suivantes :
    - récupération, à partir de données représentant des mesures prises par un ensemble de capteurs d'un dispositif (20) selon les revendications 1-3, d'une norme de référence pour chaque capteur dudit ensemble de capteurs, ladite norme de référence étant indicative d'une chaudière en fonctionnement normal (10), et
    - analyse, au moyen d'une unité de commande selon les revendications 1-10, d'un flux de données représentant des mesures consécutives prises par ledit ensemble de capteurs pour déterminer des anomalies de composants de la chaudière, en considération desdites normes de
    BE2019/5870 référence récupérées pour chaque capteur dudit ensemble de capteurs.
  12. 12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel ledit procédé comprend en outre l'étape d'analyse dudit flux de données en utilisant des techniques d'apprentissage automatique.
  13. 13. Nécessaire permettant la surveillance des performances d'une chaudière et l'anticipation d'une panne de la chaudière, caractérisé en ce qu’il comprend au moins l'une de :
    o une première paire de capteurs de température, comprenant un premier capteur de température (21), qui est appliqué à une entrée de circuit de chauffage central (12) d'une chaudière (10), et un deuxième capteur de température (22), qui est appliqué à une sortie de circuit de chauffage central (13) de ladite chaudière (10) ;
    o une deuxième paire de capteurs de température, comprenant un troisième capteur de température (23), qui est appliqué à une entrée d'eau chaude sanitaire (14) de ladite chaudière (10), et un quatrième capteur de température (24), qui est appliqué à une sortie d'eau chaude sanitaire (15) de ladite chaudière ;
    le nécessaire comprenant en outre un cinquième capteur de température (25), qui est appliqué à la sortie d'évacuation des fumées (11) de ladite chaudière (10) ;
    et un accéléromètre (36) qui est appliqué à ladite entrée de circuit de chauffage central (12) ou à ladite entrée d'eau chaude sanitaire (14) de ladite chaudière (10).
  14. 14. Nécessaire selon la revendication 13, dans lequel ledit nécessaire comprend en outre un module de transmission (28) pour envoyer lesdites données mesurées
    BE2019/5870 5 par ledit ensemble de capteurs à une unité de commande (30).
  15. 15. Produit de programme informatique comprenant des moyens de codage configurés pour faire en sorte qu'une unité de commande (30) exécute les fonctions selon 10 l'une des revendications 1-14.
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